Оксид серы серная кислота доклад

Обновлено: 25.06.2024

Способы получения

Оксид серы (VI) получают в реакциях окисления:

Разложением сульфата железа (III):

Химические свойства оксида серы (VI)

1. Оксид серы (VI) активно поглощает влагу и реагирует с водой с образованием серной кислоты:

2. Серный ангидрид – типичным кислотный оксид, взаимодействует с щелочами и основными оксидами.

3. Серный ангидрид – очень сильный окислитель:

4. Растворяется в концентрированной серной кислоте, образуя олеум – раствор SO ₃ в H ₂ SO ₄

РЕАКЦИИ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ

Химические свойства разбавленной серной кислоты

H ₂ SO ₄ - сильная двухосновная кислота, водный раствор изменяет окраску индикаторов (лакмус и универсальный индикатор краснеют)

1) Диссоциация протекает ступенчато:

(первая ступень, образуется гидросульфат – ион)

(вторая ступень, образуется сульфат – ион)

H ₂ SO ₄ образует два ряда солей - средние (сульфаты) и кислые (гидросульфаты)

2) Взаимодействие с металлами:

Разбавленная серная кислота растворяет только металлы, стоящие в ряду напряжений левее водорода:

Zn 0 + 2H + → Zn 2+ + H ₂ 0 ↑

3) Взаимодействие с основными и амфотерными оксидами:

CuO + 2H + → Cu 2+ + H ₂ O

4) Взаимодействие с основаниями:

Если кислота в избытке, то образуется кислая соль:

2H + + Cu(OH) ₂ → Cu 2+ + 2H ₂ O

5) Обменные реакции с солями:

Серная кислота – сильная нелетучая кислота, вытесняет из солей другие менее сильные кислоты:

Качественная реакция на сульфат-ион

Образование белого осадка BaSO ₄ (нерастворимого в кислотах) используется для идентификации серной кислоты и растворимых сульфатов.

6) Реагирует с аммиаком

Химические свойства концентрированной серной кислоты

1. С водой образуются гидраты:

H ₂ SO ₄ + nH ₂ O = H ₂ SO ₄ ·nH ₂ O + Q

Органические вещества обугливаются!

2. Серная кислота окисляет неметаллы

неМе + H ₂ SO ₄ (конц.) = H ₂ O + SO ₂ + Кислотный гидроксид

, где степень окисления неметалла – высшая

3. Взаимодействие серной кислоты с металлами

H ₂ SO ₄ (конц.) + Me = t = соль + H ₂ O + Х

Концентрированная серная кислота является сильным окислителем. При этом она обычно восстанавливается до сернистого газа SO ₂ . С активными металлами может восстанавливаться до серы S, или сероводорода Н ₂ S.

Железо Fe, алюминий Al, хром Cr пассивируются концентрированной серной кислотой на холоде. При нагревании образуется газа SO ₂ :

При взаимодействии с неактивными металлами концентрированная серная кислота восстанавливается до сернистого газа:

При взаимодействии с щелочноземельными металлами и магнием концентрированная серная кислота восстанавливается до серы:

При взаимодействии со щелочными металлами и цинком концентрированная серная кислота восстанавливается до сероводорода:

4. Взаимодействие с восстановителями

Концентрированная серная кислота окисляет галогеноводороды и сероводород при комнатной температуре:

СОЛИ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ

1) Разложение сульфатов

Термически устойчивые сульфаты – сульфаты щелочных металлов (в том числе лития), они плавятся не разлагаясь

Остальные сульфаты при нагревании разлагаются на оксид серы(IV), оксид металла и кислород:

Следует быть осторожнее с сульфатами железа (II) и хрома (II) , эти металлы при наличии окислителя склонны окисляться до степени окисления +3, а тут как раз выделяется кислород:

Так как оксиды тяжёлых и благородных металлов разлагаются сами, разложение их сульфатов следует записывать до металла:

2) Сульфаты проявляют окислительные свойства и могут взаимодействовать с восстановителями, восстанавливаясь до сульфидов.

CaSO ₄ + 4C = CaS + 4CO

3) Многие средние сульфаты образуют устойчивые кристаллогидраты

Na ₂ SO ₄ ∙ 10H ₂ O − глауберова соль

CuSO ₄ ∙ 5H ₂ O − медный купорос

FeSO ₄ ∙ 7H ₂ O − железный купорос

ZnSO ₄ ∙ 7H ₂ O − цинковый купорос

Na ₂ CO ₃ ∙ 10H ₂ O − кристаллическая сода

Ключевые слова конспекта: соединения серы, серная кислота, участие в кислотно-основных и окислительно-восстановительных взаимодействиях, получение и применение серной кислоты.

Серная кислота H₂SO₄ – вещество молекулярного строения. Её графическая формула:

В серной кислоте сера находится в высшей степени окисления +6.

Серная кислота представляет собой бесцветную маслянистую жидкость, хорошо растворимую в воде. Смешивается с водой в неограниченном количестве и очень гигроскопична. При растворении верной кислоты в воде выделяется значительное количество теплоты.

Химические свойства серной кислоты можно рассмотреть с точки зрения кислотно-основных и окислительно-восстановительных взаимодействий.

Участие в кислотно-основных взаимодействиях

Серная кислота – сильный электролит, в водных растворах диссоциирует практически полностью:

Изменяет окраску индикатора (например, лакмуса с фиолетовой на красную).
Более корректно электролитическая диссоциация H₂SO₄ описывается уравнениями:

Серная кислота реагирует с основными и амфотерными оксидами:

H₂SO₄ + CuO = CuSO₄ + H₂O
2Н + + CuO = Cu 2+ + H₂O

Серная кислoта реагирует с основаниями и амфотерными гидроксидами:

H₂SO₄ + Cu(OH)₂ = CuSO₄ + 2H₂0
2Н + + Cu(OH)₂ = Cu 2+ + 2H₂0

Сернaя кислота вытесняет более слабые кислоты из их солей:

Сeрная кислота вытесняет и сильные, но летучие кислоты из их солей:

Участие в окислительно-восстановительных взаимодействиях

Разбавленные растворы H₂SO₄ реагируют с металлами, расположенными в электрохимическом ряду напряжений металлов до H₂, с образованием сульфатов и выделением водорода:

Чистая H₂SO₄ и H₂SO₄ в концентрированных растворах проявляют сильные окислительные свойства за счёт S +6 .

Концентрированная H₂SO₄ взаимодействует с металлами (в том числе с Cu, Ag, Hg), стоящими после H₂ в ряду напряжений металлов, с образованием сульфатов, воды и продуктов восстановления S +6 : H₂S, S, SO₂. Концентрированная серная кислота не реагирует с благородными металлами вследствие их малой активности, а также с Al, Cr, Fe из-за пассивации. На поверхности этих металлов образуется защитная оксидная плёнка, защищающая их от дальнейшего окисления.

Глубина восстановления зависит от восстановительных свойств металлов.
Активные металлы восстанавливают H₂SO₄ до H₂S:

Металлы с меньшей активностью восстанавливают H₂SO₄ до SO₂:

Концентрированная сeрная кислoта окисляет и некоторые неметаллы. Например:

Важной химической особенностью серной кислоты является её способность выступать в качестве дегидратирующего реагента. Концентрированная серная кислота вступает в реакции дегидратации со многими органическими веществами, отщепляя от них молекулы воды. Например:

Получение и применение серной кислоты

Промышленное получение серной кислоты включает несколько стадий. Сырьём является сера S и сульфидные руды (в основном пирит FeS₂).

В ходе получения серной кислоты из пирита осуществляются три химические реакции:

Обжиг пирита (проводится при температуре около 800 °С):

Эта реакция – обратимая, экзотермическая, каталитическая (её проводят в присутствии катализатора V₂O₅ при температуре около 450 °С).

Оксид серы (VI) (серный ангидрид) SO₃ при обычных условиях – летучая жидкость (t°_кип. = 44,8 °С), неограниченно растворяется в воде. Оксид серы (VI) SO₃ – кислотный оксид, ему соответствует сильная серная кислота.

В промышленности для этой реакции используют концентрированную H₂SO₄, образуется олеум H₂SO₄ • SO₃, при разбавлении которого получают концентрированную H₂SO₄.

Серная кислота – один из важнейших продуктов химической промышленности. Важнейшие области её применения: производство минеральных удобрений, других кислот и солей, красителей, пластмасс, волокон, лекарственных веществ, очистка нефтепродуктов, металлургия.

Серная кислота H₂SO₄ – это сильная кислота, двухосновная, прочная и нелетучая. При обычных условиях серная кислота – тяжелая маслянистая жидкость, хорошо растворимая в воде.

Растворение серной кислоты в воде сопровождается выделением значительного количества кислоты. Поэтому по правилам безопасности в лаборатории при смешивании серной кислоты и воды мы добавляем серную кислоту в воду небольшими порциями при постоянном перемешивании.

Валентность серы в серной кислоте равна VI.

Способы получения

1. Серную кислоту в промышленности производят из серы, сульфидов металлов, сероводорода и др. Один из вариантов — производство серной кислоты из пирита FeS₂.

Основные стадии получения серной кислоты :

Сжигание или обжиг серосодержащего сырья в кислороде с получением сернистого газа.
Очистка полученного газа от примесей.
Окисление сернистого газа в серный ангидрид.
Взаимодействие серного ангидрида с водой.

Рассмотрим основные аппараты, используемые при производстве серной кислоты из пирита (контактный метод):

В контактном аппарате производится окисление сернистого газа до серного ангидрида. Процесс является обратимым. Поэтому необходимо выбрать оптимальные условия протекания прямой реакции (получения SO₃):

температура: оптимальной температурой для протекания прямой реакции с максимальным выходом SO₃ является температура 400-500 о С. Для того чтобы увеличить скорость реакции при столь низкой температуре в реакцию вводят катализатор – оксид ванадия (V) V₂O₅.
давление: прямая реакция протекает с уменьшением объемов газов. Для смещения равновесия вправо процесс проводят при повышенном давлении.

Однако, если для поглощения оксида серы использовать воду, то образуется серная кислота в виде тумана, состоящего из мельчайших капелек серной кислоты. Для того, чтобы не образовывался сернокислотный туман, используют 98%-ную концентрированную серную кислоту. Оксид серы очень хорошо растворяется в такой кислоте, образуя олеум: H₂SO₄·nSO₃.

Общие научные принципы химического производства:

Непрерывность.
Противоток
Катализ
Увеличение площади соприкосновения реагирующих веществ.
Теплообмен
Рациональное использование сырья

Химические свойства

Серная кислота – это сильная двухосновная кислота .

1. Серная кислота практически полностью диссоциирует в разбавленном в растворе по первой ступени:

По второй ступени серная кислота диссоциирует частично, ведет себя, как кислота средней силы:

HSO₄ – ⇄ H + + SO₄ 2–

2. Серная кислота реагирует с основными оксидами, основаниями, амфотерными оксидами и амфотерными гидроксидами.

Например , серная кислота взаимодействует с оксидом магния:

Еще пример : при взаимодействии серной кислоты с гидроксидом калия образуются сульфаты или гидросульфаты:

Серная кислота взаимодействует с амфотерным гидроксидом алюминия:

3. Серная кислота вытесняет более слабые из солей в растворе (карбонаты, сульфиды и др.). Также серная кислота вытесняет летучие кислоты из их солей (кроме солей HBr и HI).

Например , серная кислота взаимодействует с гидрокарбонатом натрия:

Или с силикатом натрия:

Концентрированная серная кислота реагирует с твердым нитратом натрия. При этом менее летучая серная кислота вытесняет азотную кислоту:

Аналогично – концентрированная серная кислота вытесняет хлороводород из твердых хлоридов, например , хлорида натрия:

4. Т акже серная кислота вступает в обменные реакции с солями.

Например , серная кислота взаимодействует с хлоридом бария:

5. Разбавленная серная кислота взаимодействует с металлами, которые расположены в ряду активности металлов до водорода. При этом образуются соль и водород.

Например , серная кислота реагирует с железом. При этом образуется сульфат железа (II):

Серная кислота взаимодействует с аммиаком с образованием солей аммония:

Концентрированная серная кислота является сильным окислителем . При этом она обычно восстанавливается до сернистого газа SO₂. С активными металлами может восстанавливаться до серы S, или сероводорода Н₂S.

Железо Fe, алюминий Al, хром Cr пассивируются концентрированной серной кислотой на холоде. При нагревании реакция возможна.

При взаимодействии с щелочными металлами и цинком концентрированная серная кислота восстанавливается до сероводорода:

6. Качественная реакция на сульфат-ионы – взаимодействие с растворимыми солями бария. При этом образуется белый кристаллический осадок сульфата бария:

BaCl₂ + Na₂SO₄ → BaSO₄ ↓ + 2NaCl

Видеоопыт взаимодействия хлорида бария и сульфата натрия в растворе (качественная реакция на сульфат-ион) можно посмотреть здесь.

7. Окислительные свойства концентрированной серной кислоты проявляются и при взаимодействии с неметаллами.

Например , концентрированная серная кислота окисляет фосфор, углерод, серу. При этом серная кислота восстанавливается до оксида серы (IV):

Уже при комнатной температуре концентрированная серная кислота окисляет галогеноводороды и сероводород:

Вы можете изучить и скачать доклад-презентацию на тему Оксид серы (VI). Серная кислота. Презентация на заданную тему содержит 12 слайдов. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас - поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций в закладки!

Оксид серы (VI), серный ангидрид, триоксид серы Ковалентная полярная связь Молекулярная кристаллическая решетка

Физические свойства серного ангидрида Бесцветная, летучая, маслянистая жидкость, t° пл. = 17°C; t° кип. = 45°С; на воздухе "дымит", сильно поглощает влагу (хранят в запаянных сосудах

Химические свойства серной кислоты разбавленная серная кислота проявляет все характерные свойства кислот: С оксидами металлов.(реакция обмена) Н2SO4+MeO→MeSO4+H2O 2. С основаниями.(реакция обмена, реакция нейтрализации) Н2SO4+Me(OН)n→MeSO4+H2O 3. С металлами. Н2SO4+Me(до Н)→MeSO4(р)+H2↑(реакция замещения) 4.С солями( реакция обмена) Н2SO4+MeR(Р)→MeSO4 (Р)+HR (протекает в том случае, если образуется осадок или газ)

Качественная реакция на ион –SO42- Качественная реакция на ион –SO42- Реактивом на серную кислоту и ее соли является катион бария , т.к. с ионами бария сульфат ион образует белый нерастворимый сульфат бария, выпадающий в осадок. Ва2++SO42- = BaSO4↓

Концентрированная серная кислота Ме+Н2SO4(кoнц)→МеSO4+H2O+(Н2S,S,SO2) Серная кислота(конц) восстанавливается до (Н2S,S,SO2) в зависимости от активности металла и условий протекания реакции. Железо и алюминий пассивируются кислотой, т.е покрываются защитной пленкой, поэтому кислоту(конц) можно перевозить в стальных и алюминиевых цистернах. Сu+2H2SO4(конц)→CuSO4+2H2O+SO2 4Zn+5H2SO4(конц)→4ZnSO4+4H2O+H2S Концентрированная серная кислота способна отнимать воду из молекул органических веществ, обугливая их. Взаимодействие кислоты с сахарозой(C12H22O11) C12H22O11 + 2H2SO4(конц) = 11C + 13H2O↑ +2SO2↑ +CO2↑

Вулкан Малый Семячик Вулкан Малый Семячик Вулканический хребет длиной около 3 км., на гребне которого имеются три кратера. В южном (кратер Троицкого) на глубине 170м. находится необычное кислое озеро. Температура этого непрозрачного озера колеблется от +270С до +420С, а уровень минерализации соответствует раствору серной и соляной кислот средней концентрации. Поражают размеры озера: ширина около полукилометра, а глубина - до 140м. Существуют предположения, что кислотное озеро возникло сравнительно недавно в результате извержения вулкана, произошедшего незаметно для людей.

Читайте также: