Почему свойства разбавленной и концентрированной серной кислоты различаются кратко

Обновлено: 05.07.2024

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

Физические свойства: Безводная серная кислота — бесцветная маслянистая жидкость, кристаллизующаяся при 10,5 0 С. С водой смешивается в любых соотношениях. При растворении в воде выделяется большое количество

теплоты. При этом образуются гидраты серной кислоты.

Т.к. растворение Н₂SO₄ в воде сопровождается выделением большого количества теплоты, необходимо эту операцию проводить с большой осторожностью. Во избежание разбрызгивания разогретого поверхностного слоя раствора следует серную кислоту вливать в воду.

Концентрированная серная кислота энергично поглощает влагу и поэтому применяется для осушки газов.

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СЕРНОЙ КИСЛОТЫ.

Она является двухосновной кислотой.

HO O

Концентрированная серная кислота — энергичныйокислитель:

1. При нагревании окисляет большинство металлов, в том числе и медь, серебро, ртуть. В зависимости от активности металла в качестве продуктов восстановления могут быть: S 0 , SO₂, H₂S, но чаще до SO₂.

Например: При взаимодействии с медью и другими малоактивными металлами при нагревании образуется SO₂.

Восстановитель окислитель

Cu 0 - 2ē — Cu +2 1 пр.ок-я вос-ль

SO₄ 2- + 4H - +2ē — SO₂ 0 +2H₂O 1пр. вос-я ок-ль

На холоду концентрированная серная кислота (выше 93%) не взаимодей- ствует с такими активными металлами, как алюминий, железо, хром.

Объясняется это явление пассивацией металлов. Такая особенность серной кислоты широко используется для транспортировки последней в железной таре.

2. При кипячении окисляет такие неметаллы, как серу, углерод:

3. Водоотнимающее действие (обугливание).

СВОЙСТВА РАЗБАВЛЕННОЙ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ.

1. Изменяет окраску индикатора.

2. Взаимодействует с основными и амфотерными оксидами:

3. С основаниями (реакция нейтрализации):

Выводы :

1.Безводная серная кислота — бесцветная маслянистая жидкость, кристаллизующаяся при 10,5 0 С. С водой смешивается в любых соотношениях.

2.Т.к. растворение Н₂SO₄ в воде сопровождается выделением большого количества теплоты, необходимо эту операцию проводить с большой осторожностью. Во избежание разбрызгивания разогретого поверхностного слоя раствора следует серную кислоту вливать в воду.

3.Концентрированная серная кислота энергично поглощает влагу и поэтому применяется для осушки газов.

4.Серная кислота является двухосновной кислотой.

5.Концентрированная серная кислота — энергичныйокислитель.

· При нагревании окисляет большинство металлов, в том числе и медь, серебро, ртуть. В зависимости от активности металла в качестве продуктов восстановления могут быть: S 0 , SO₂, H₂S, но чаще до SO₂.

· .На холоду концентрированная серная кислота (выше 93%) не взаимодействует с такими активными металлами, как алюминий, железо, хром.

· При кипячении окисляет такие неметаллы, как серу, углерод.

· Водоотнимающее действие (обугливание).

6.СВОЙСТВА РАЗБАВЛЕННОЙ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ.

· Изменяет окраску индикатора.

· с основными и амфотерными оксидами.

· С основаниями (реакция нейтрализации).

Сульфаты. Качественная реакция на сульфат- ион

Реактивом на сульфат-ион является хлорид бария.

Хлорид бария BaCl₂ осаждает из разбавленных растворов сульфатов белый кристаллический ни в чем нерастворимый осадок сульфата бария:

Техника выполнения: к 2 каплям раствора сульфата натрия Na₂SO₄ добавляют раствор хлорида бария BaCl₂ и наблюдают выпадение осадка.

Выводы :

1.Реактивом на сульфат-ион является хлорид бария.

2.Хлорид бария BaCl₂ осаждает из разбавленных растворов сульфатов белый кристаллический ни в чем нерастворимый осадок сульфата бария.

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам.

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор.

Серная кислота - сильная двухосновная кислота, при н.у. маслянистая жидкость без цвета и запаха.

Обладает выраженным дегидратационным (водоотнимающим) действием. При попадании на кожу или слизистые оболочки приводит к тяжелым ожогам.

Замечу, что существует олеум - раствор SO₃ в безводной серной кислоте, дымящее жидкое или твердое вещество. Олеум применяется при изготовлении красителей, органическом синтезе и в производстве серной кислот.

Получение

Известны несколько способов получения серной кислоты. Применяется промышленный (контактный) способ, основанный на сжигании пирита, окислении образовавшегося SO₂ до SO₃ и последующим взаимодействием с водой.

Нитрозный способ получения основан на взаимодействии сернистого газа с диоксидом азота IV в присутствии воды. Он состоит из нескольких этапов:

В окислительной башне смешивают оксиды азота (II) и (IV) с воздухом:

Смесь газов подается в башни, орошаемые 75-ной% серной кислотой, здесь смесь оксидов азота поглощается с образованием нитрозилсерной кислоты:

В ходе гидролиза нитрозилсерной кислоты получают азотистую кислоту и серную:

В упрощенном виде нитрозный способ можно записать так:

Химические свойства

В водном растворе диссоциирует ступенчато.

Сильная кислота. Реагирует с основными оксидами, основаниями, образуя соли - сульфаты.

KOH + H₂SO₄ = KHSO₄ + H₂O (гидросульфат калия, соотношение 1:1 - кислая соль)

2KOH + H₂SO₄ = K₂SO₄ + 2H₂O (сульфат калия, соотношение 2:1 - средняя соль)

С солями реакция идет, если в результате выпадает осадок, образуется газ или слабый электролит (вода). Серная кислота, как и многие другие кислоты, способна растворять осадки.

Серная кислота окисляет неметаллы - серу и углерод - соответственно до угольной кислоты (нестойкой) и сернистого газа.

Реакции разбавленной серной кислоты с металлами не составляют никаких трудностей: она реагирует как самая обычная кислота, например HCl. Все металлы, стоящие до водорода, вытесняют из серной кислоты водород, а стоящие после - не реагируют с ней.

Подчеркну, что реакции разбавленной серной кислоты с железом и хромом не сопровождаются переходом этих элементов в максимальную степень окисления. Они окисляются до +2.

Cu + H₂SO_4(разб.) ⇸ (реакция не идет, медь не может вытеснить водород из кислоты)

Концентрированная серная кислота ведет себя совершенно по-иному. Водород никогда не выделяется, вместо него с активными металлами выделяется H₂S, с металлами средней активности - S, с малоактивными металлами - SO₂.

Холодная концентрированная серная кислота пассивирует Al, Cr, Fe, Ni, Be, Co. При нагревании или амальгамировании данных металлов реакция идет.

Обратите особое внимание, что при реакции железа, хрома с концентрированной серной кислотой достигается степень окисления +3. В подобных реакциях с разбавленной серной кислотой (написаны выше) достигается степень окисления +2.

Иногда в тексте задания даны подсказки. Например, если написано, что выделился газ с неприятным запахом тухлых яиц - речь идет об H₂S, если же написано, что выделилось простое вещество - речь о сере (S).

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Серная кислота – одна из сильнейших кислот, представляющая собой маслянистую жидкость. Химические свойства серной кислоты позволяют широко применять её в промышленности.

Общее описание

Серная кислота (H₂SO₄) обладает характерными свойствами кислот и является сильным окислителем. Это наиболее активная неорганическая кислота с температурой плавления 10°C. Кислота закипает при 296°C с выделением воды и оксида серы SO₃. Способна поглощать пары воды, поэтому её используют для осушения газов.

Рис. 1. Серная кислота.

Серную кислоту получают промышленным путём из диоксида серы (SO₂), который образуется при горении серы или серного колчедана. Два основных способа образования кислоты:

контактный(концентрация 94 %) – окисление диоксида серы до трёхокиси серы (SO₃) с последующим гидролизом:

Раствор SO₃ в серной кислоте называется олеумом. Его также используют для получения серной кислоты.

Рис. 2. Процесс получения серной кислоты.

Реакция с водой способствует выделению большого количества тепла. Поэтому к воде примешивают кислоту, а не наоборот. Вода легче кислоты, она остаётся на поверхности. Если добавить воду в кислоту, вода мгновенно закипит, что приведёт к разбрызгиванию кислоты.

Свойства

Серная кислота образует два вида солей:

Химические свойства концентрированной серной кислоты представлены в таблице.

Реакция

Что образуется

Пример

Качественная реакция: H₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄ (белый осадок) + 2HCl

Окисление сложных веществ

Обугливание сахаров (целлюлозы, крахмала, глюкозы)

Рис. 3. Реакция с сахаром.

Разбавленная кислота не окисляет малоактивные металлы, стоящие в электрохимическом ряду после водорода. При взаимодействии с активными металлами (литием, калием, натрием, магнием) выделяется водород и образуется соль. Концентрированная кислота проявляет окислительные свойства с тяжёлыми, щелочными и щелочноземельными металлами при нагревании. Отсутствует реакция с золотом и платиной.

Серная кислота (разведённая и концентрированная) на холоде не взаимодействует с железом, хромом, алюминием, титаном, никелем. Благодаря пассивации металлов (образования защитной оксидной плёнки) серную кислоту можно перевозить в металлических цистернах. Оксид железа разрушается при нагревании.

Что мы узнали?

Из урока 9 класса узнали о свойствах серной кислоты. Это мощный окислитель, вступающий в реакции с металлами, неметаллами, органическими соединениями, солями, основаниями, оксидами. При взаимодействии с водой выделяется тепло. Получают серную кислоту из оксида серы. Концентрированная кислота без нагревания не взаимодействует с некоторыми металлами, что позволяет перевозить кислоту в металлической таре.

Читайте также: