Sulfat kislotaning fizik xususiyatlari:
Og'ir yog'li suyuqlik ("vitriol moyi");
zichligi 1,84 g/sm3; uchuvchan bo'lmagan, suvda juda eriydi - kuchli isitish bilan; t°pl. = 10,3 ° C, t ° qaynatiladi. = 296 ° S, juda gigroskopik, suvni olib tashlash xususiyatiga ega (qog'oz, yog'och, shakarni yoqish).
Hidratsiyaning issiqligi shunchalik kattaki, aralashma qaynab, sachratib, kuyishga olib kelishi mumkin. Shuning uchun suvga kislota qo'shish kerak, aksincha emas, chunki kislotaga suv qo'shilganda, engilroq suv kislota yuzasiga tushadi, bu erda hosil bo'lgan barcha issiqlik to'planadi.
Sulfat kislotani sanoat ishlab chiqarish (kontakt usuli):
1) 4FeS 2 + 11O 2 → 2Fe 2 O 3 + 8SO 2
2) 2SO 2 + O 2 V 2 O 5 → 2SO 3
3) nSO 3 + H 2 SO 4 → H 2 SO 4 nSO 3 (oleum)
Maydalangan, tozalangan, nam pirit (oltingugurt piriti) pishirish uchun pechga quyiladi. suyuqlashtirilgan yotoq". Kislorod bilan boyitilgan havo pastdan uzatiladi (qarshi oqim printsipi).
Olovli gaz pechdan chiqadi, uning tarkibi: SO 2, O 2, suv bug'lari (pirit nam edi) va mayda shlak zarralari (temir oksidi). Gaz qattiq zarrachalarning aralashmalaridan (siklon va elektr cho'ktirgichda) va suv bug'idan (quritish minorasida) tozalanadi.
Aloqa apparatida oltingugurt dioksidi reaksiya tezligini oshirish uchun V 2 O 5 katalizatori (vanadiy pentoksid) yordamida oksidlanadi. Bir oksidning boshqa oksidga oksidlanish jarayoni teskari. Shuning uchun to'g'ridan-to'g'ri reaktsiya uchun optimal sharoitlar tanlanadi - bosimning oshishi (chunki to'g'ridan-to'g'ri reaktsiya umumiy hajmning pasayishi bilan sodir bo'ladi) va 500 C dan yuqori bo'lmagan harorat (reaksiya ekzotermik bo'lgani uchun).
Absorbsion minorada oltingugurt oksidi (VI) konsentrlangan sulfat kislota tomonidan so'riladi.
Suv bilan singdirish ishlatilmaydi, chunki oltingugurt oksidi ko'p miqdorda issiqlik chiqishi bilan suvda eriydi, shuning uchun hosil bo'lgan sulfat kislota qaynaydi va bug'ga aylanadi. Sulfat kislotali tuman hosil bo'lishining oldini olish uchun 98% konsentrlangan sulfat kislotadan foydalaning. Oltingugurt oksidi bunday kislotada juda yaxshi eriydi va oleum hosil qiladi: H 2 SO 4 nSO 3
Sulfat kislotaning kimyoviy xossalari:
H 2 SO 4 - kuchli ikki asosli kislota, eng kuchli mineral kislotalardan biri, yuqori qutbliligi tufayli H - O aloqasi osongina uziladi.
1)
Sulfat kislota suvli eritmada dissotsilanadi
vodorod ioni va kislotali qoldiq hosil qiladi:
H 2 SO 4 = H + + HSO 4 - ;
HSO 4 - = H + + SO 4 2- .
Xulosa tenglama:
H 2 SO 4 = 2H + + SO 4 2-.
2) Sulfat kislotaning metallar bilan o'zaro ta'siri:
Suyultirilgan sulfat kislota faqat vodorodning chap tomonidagi kuchlanish qatoridagi metallarni eritadi:
Zn 0 + H 2 +1 SO 4 (suyultirilgan) → Zn +2 SO 4 + H 2
3)
Sulfat kislotaning reaksiyasiasosiy oksidlar bilan:
CuO + H 2 SO 4 → CuSO 4 + H 2 O
4)
Sulfat kislota bilan reaksiyasigidroksidlar:
H 2 SO 4 + 2NaOH → Na 2 SO 4 + 2H 2 O
H 2 SO 4 + Cu(OH) 2 → CuSO 4 + 2H 2 O
5)
Tuzlar bilan almashinish reaksiyalari:
BaCl 2 + H 2 SO 4 → BaSO 4 ↓ + 2HCl
BaSO 4 ning oq cho'kmasi (kislotalarda erimaydigan) hosil bo'lishi sulfat kislota va eruvchan sulfatlarni (sulfat ioniga sifatli reaktsiya) aniqlash uchun ishlatiladi.
Konsentrlangan H 2 SO 4 ning maxsus xususiyatlari:
1) Konsentrlangan sulfat kislota hisoblanadi kuchli oksidlovchi vosita ; metallar bilan o'zaro ta'sirlashganda (Au, Pt dan tashqari) metallning faolligiga qarab S +4 O 2, S 0 yoki H 2 S -2 gacha kamayadi. Isitishsiz Fe, Al, Cr bilan reaksiyaga kirishmaydi - passivatsiya. Valentligi o'zgaruvchan metallar bilan o'zaro ta'sirlashganda, ikkinchisi oksidlanadi yuqori oksidlanish darajalariga suyultirilgan kislota eritmasiga qaraganda: Fe 0→ Fe 3+, Cr 0→ Cr 3+, Mn 0→Mn 4+,Sn 0→ Sn 4+
Faol metall
8 Al + 15 H 2 SO 4 (konk.) → 4Al 2 (SO 4) 3 + 12H 2 O + 3 H2S
4│2Al 0 – 6 e— → 2Al 3+ — oksidlanish
3│ S 6+ + 8e → S 2– tiklanish
4Mg+ 5H 2 SO 4 → 4MgSO 4 + H 2 S + 4H 2 O
O'rta faollikdagi metall
2Cr + 4 H 2 SO 4 (konk.) → Cr 2 (SO 4) 3 + 4 H 2 O + S
1│ 2Cr 0 – 6e →2Cr 3+ - oksidlanish
1│ S 6+ + 6e → S 0 – tiklash
Kam faol metall
2Bi + 6H 2 SO 4 (konk.) → Bi 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O + 3 SO 2
1│ 2Bi 0 – 6e → 2Bi 3+ – oksidlanish
3│ S 6+ + 2e →S 4+ - tiklash
2Ag + 2H 2 SO 4 →Ag 2 SO 4 + SO 2 + 2H 2 O
2) Konsentrlangan sulfat kislota ba'zi metall bo'lmaganlarni oksidlaydi, odatda maksimal oksidlanish darajasiga etadi va o'zigacha qaytariladi.S+4O2:
C + 2H 2 SO 4 (konc) → CO 2 + 2SO 2 + 2H 2 O
S+ 2H 2 SO 4 (konk) → 3SO 2 + 2H 2 O
2P+ 5H 2 SO 4 (konk.) → 5SO 2 + 2H 3 PO 4 + 2H 2 O
3) Murakkab moddalarning oksidlanishi:
Sulfat kislota HI va HBr ni erkin galogenlarga oksidlaydi:
2 KBr + 2H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + SO 2 + Br 2 + 2H 2 O
2 KI + 2H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + SO 2 + I 2 + 2H 2 O
Konsentrlangan sulfat kislota xlorid ionlarini erkin xlorgacha oksidlay olmaydi, bu almashinuv reaktsiyasi orqali HCl ni olish imkonini beradi:
NaCl + H 2 SO 4 (kons.) = NaHSO 4 + HCl
Sulfat kislota gidroksil guruhlari bo'lgan organik birikmalardan kimyoviy bog'langan suvni olib tashlaydi. Konsentrlangan sulfat kislota ishtirokida etil spirtini suvsizlantirish natijasida etilen hosil bo'ladi:
C 2 H 5 OH = C 2 H 4 + H 2 O.
Sulfat kislota bilan aloqa qilganda shakar, tsellyuloza, kraxmal va boshqa uglevodlarning yonishi, shuningdek, ularning suvsizlanishi bilan izohlanadi:
C 6 H 12 O 6 + 12H 2 SO 4 = 18H 2 O + 12SO 2 + 6CO 2.
Suyultirilmagan sulfat kislota kovalent birikma hisoblanadi.
Molekulada sulfat kislota tetraedral tarzda to'rtta kislorod atomi bilan o'ralgan bo'lib, ulardan ikkitasi gidroksil guruhlari tarkibiga kiradi. S–O bogʻlanishlari qoʻsh, S—OH bogʻlanishlari esa bitta.
Rangsiz, muzga o'xshash kristallar qatlamli tuzilishga ega: har bir H 2 SO 4 molekulasi to'rtta qo'shni kuchli vodorod bog'lari bilan bog'lanib, yagona fazoviy ramka hosil qiladi.
Suyuq sulfat kislotaning tuzilishi qattiq moddaning tuzilishiga o'xshaydi, faqat fazoviy ramkaning yaxlitligi buziladi.
Sulfat kislotaning fizik xossalari
Oddiy sharoitlarda sulfat kislota rang va hidsiz og'ir, yog'li suyuqlikdir. Texnologiyada sulfat kislota ham suv, ham sulfat angidrid aralashmasidir. Agar SO 3: H 2 O ning molyar nisbati 1 dan kichik bo'lsa, u sulfat kislotaning suvli eritmasi, agar u 1 dan katta bo'lsa, SO 3 ning sulfat kislotadagi eritmasi.
100% H 2 SO 4 10,45 ° S da kristallanadi; T kip = 296,2 ° S; zichligi 1,98 g/sm3. H 2 SO 4 H 2 O va SO 3 bilan istalgan nisbatda aralashib, gidratlar hosil qiladi; hidratlanish issiqligi shunchalik yuqoriki, aralashma qaynashi, chayqalishi va kuyishi mumkin. Shuning uchun suvga kislota qo'shish kerak, aksincha emas, chunki kislotaga suv qo'shilganda, engilroq suv kislota yuzasiga tushadi, bu erda hosil bo'lgan barcha issiqlik to'planadi.
Tarkibida 70% gacha H 2 SO 4 bo‘lgan sulfat kislotaning suvli eritmalari qizdirilganda va qaynatilganda bug‘ fazasiga faqat suv bug‘lari chiqariladi. Sulfat kislota bug'i ham ko'proq konsentrlangan eritmalar ustida paydo bo'ladi.
Strukturaviy xususiyatlar va anomaliyalarga ko'ra suyuq sulfat kislota suvga o'xshaydi. Vodorod aloqalarining bir xil tizimi, deyarli bir xil fazoviy ramka mavjud.
Sulfat kislotaning kimyoviy xossalari
Sulfat kislota eng kuchli mineral kislotalardan biri bo'lib, yuqori qutbliligi tufayli H-O aloqasi osonlikcha buziladi.
Sulfat kislota suvli eritmada dissotsilanadi vodorod ioni va kislotali qoldiq hosil qiladi:
H 2 SO 4 = H + + HSO 4 - ;
HSO 4 - = H + + SO 4 2- .
Xulosa tenglama:
H 2 SO 4 = 2H + + SO 4 2-.
Kislotalarning xossalarini ko'rsatadi , metallar, metall oksidlari, asoslar va tuzlar bilan reaksiyaga kirishadi.
Suyultirilgan sulfat kislota oksidlovchi xususiyatga ega emas, u metallar bilan o'zaro ta'sirlashganda, vodorod va eng past oksidlanish darajasida metallni o'z ichiga olgan tuz ajralib chiqadi. Sovuqda kislota temir, alyuminiy va hatto bariy kabi metallarga nisbatan inertdir.
Konsentrlangan kislota oksidlovchi xususiyatlarga ega. Oddiy moddalarning konsentrlangan sulfat kislota bilan o'zaro ta'sirining mumkin bo'lgan mahsulotlari jadvalda keltirilgan. Qaytarilish mahsulotining kislota konsentratsiyasiga va metallning faollik darajasiga bog'liqligi ko'rsatilgan: metall qanchalik faol bo'lsa, sulfat kislotaning sulfat ionini shunchalik chuqur kamaytiradi.
Oksidlar bilan o'zaro ta'siri:
CaO + H 2 SO 4 = CaSO 4 = H 2 O.
Bazalar bilan o'zaro ta'sir:
2NaOH + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2H 2 O.
Tuzlar bilan o'zaro ta'siri:
Na 2 CO 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + CO 2 + H 2 O.
Oksidlanish xossalari
Sulfat kislota HI va HBr ni erkin galogenlarga oksidlaydi:
H 2 SO 4 + 2HI = I 2 + 2H 2 O + SO 2.
Sulfat kislota gidroksil guruhlari bo'lgan organik birikmalardan kimyoviy bog'langan suvni olib tashlaydi. Konsentrlangan sulfat kislota ishtirokida etil spirtini suvsizlantirish natijasida etilen hosil bo'ladi:
C 2 H 5 OH = C 2 H 4 + H 2 O.
Sulfat kislota bilan aloqa qilganda shakar, tsellyuloza, kraxmal va boshqa uglevodlarning yonishi, shuningdek, ularning suvsizlanishi bilan izohlanadi:
C 6 H 12 O 6 + 12H 2 SO 4 = 18H 2 O + 12SO 2 + 6CO 2.
Har qanday kislota murakkab moddadir, uning molekulasida bir yoki bir nechta vodorod atomlari va kislota qoldig'i mavjud.
Sulfat kislotaning formulasi H2SO4. Binobarin, sulfat kislota molekulasida ikkita vodorod atomi va kislotali qoldiq SO4 mavjud.
Oltingugurt oksidi suv bilan reaksiyaga kirishganda sulfat kislota hosil bo'ladi
SO3+H2O -> H2SO4
Sof 100% sulfat kislota (monogidrat) - og'ir suyuqlik, moy kabi yopishqoq, rangsiz va hidsiz, nordon "mis" ta'mi. Allaqachon +10 ° C haroratda u qattiqlashadi va kristall massaga aylanadi.
Konsentrlangan sulfat kislota taxminan 95% H2SO4 ni o'z ichiga oladi. Va -20 ° C dan past haroratlarda qattiqlashadi.
Suv bilan o'zaro ta'siri
Sulfat kislota suvda yaxshi eriydi, u bilan har qanday nisbatda aralashadi. Bu katta miqdordagi issiqlikni chiqaradi.
Sulfat kislota havodan suv bug'ini o'zlashtirishi mumkin. Bu xususiyat sanoatda gazlarni quritish uchun ishlatiladi. Gazlar sulfat kislotasi solingan maxsus idishlardan o‘tkazib quritiladi. Albatta, bu usul faqat u bilan reaksiyaga kirishmaydigan gazlar uchun ishlatilishi mumkin.
Ma'lumki, sulfat kislota ko'plab organik moddalar, ayniqsa uglevodlar bilan aloqa qilganda, bu moddalar ko'mirlanadi. Gap shundaki, uglevodlar suv kabi vodorod va kislorodni ham o'z ichiga oladi. Sulfat kislota bu elementlarni ulardan uzoqlashtiradi. Qolgan narsa ko'mir.
H2SO4 ning suvli eritmasida lakmus va metil apelsin indikatorlari qizil rangga aylanadi, bu esa bu eritmaning nordon ta'mga ega ekanligini ko'rsatadi.
Metallar bilan o'zaro ta'siri
Boshqa har qanday kislota singari, sulfat kislota ham molekulasidagi vodorod atomlarini metall atomlari bilan almashtirishga qodir. U deyarli barcha metallar bilan o'zaro ta'sir qiladi.
Suyultirilgan sulfat kislota oddiy kislota kabi metallar bilan reaksiyaga kirishadi. Reaksiya natijasida kislotali qoldiq SO4 va vodorod bo'lgan tuz hosil bo'ladi.
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2
A konsentrlangan sulfat kislota juda kuchli oksidlovchi moddadir. U kuchlanish seriyasidagi holatidan qat'i nazar, barcha metallarni oksidlaydi. Va metallar bilan reaksiyaga kirishganda, uning o'zi SO2 ga kamayadi. Vodorod ajralib chiqmaydi.
Su + 2 H2SO4 (konc) = CuSO4 + SO2 + 2H2O
Zn + 2 H2SO4 (konc) = ZnSO4 + SO2 + 2H2O
Ammo oltin, temir, alyuminiy va platina guruhidagi metallar sulfat kislotada oksidlanmaydi. Shuning uchun sulfat kislota po'lat rezervuarlarda tashiladi.
Bunday reaksiyalar natijasida olingan sulfat kislota tuzlari sulfatlar deyiladi. Ular rangsiz va oson kristallanadi. Ulardan ba'zilari suvda yaxshi eriydi. Faqat CaSO4 va PbSO4 ozgina eriydi. BaSO4 suvda deyarli erimaydi.
Bazalar bilan o'zaro ta'sir qilish
Kislotalar va asoslar o'rtasidagi reaktsiya neytrallanish reaktsiyasi deb ataladi. Sulfat kislotaning neytrallanish reaktsiyasi natijasida kislota qoldig'i SO4 va suv H2O bo'lgan tuz hosil bo'ladi.
Sulfat kislotani neytrallash reaksiyalariga misollar:
H2SO4 + 2 NaOH = Na2SO4 + 2 H2O
H2SO4 + CaOH = CaSO4 + 2 H2O
Sulfat kislota eruvchan va erimaydigan asoslar bilan neytrallash bilan reaksiyaga kirishadi.
Sulfat kislota molekulasi ikkita vodorod atomiga ega va uni neytrallash uchun ikkita asos kerak bo'lganligi sababli, u ikki asosli kislota deb tasniflanadi.
Asosiy oksidlar bilan o'zaro ta'siri
Maktab kimyo kursidan bizga ma'lumki, oksidlar murakkab moddalar bo'lib, ular tarkibida ikkita kimyoviy element mavjud bo'lib, ulardan biri -2 oksidlanish darajasidagi kisloroddir. Asosiy oksidlar 1, 2 va ba'zi 3 valentlik metallarning oksidlari deyiladi. Asosiy oksidlarga misollar: Li2O, Na2O, CuO, Ag2O, MgO, CaO, FeO, NiO.
Sulfat kislota neytrallanish reaksiyasida asosiy oksidlar bilan reaksiyaga kirishadi. Ushbu reaksiya natijasida, asoslar bilan reaksiyada bo'lgani kabi, tuz va suv hosil bo'ladi. Tuz tarkibida kislotali qoldiq SO4 mavjud.
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O
Tuzlar bilan o'zaro ta'siri
Sulfat kislota kuchsizroq yoki uchuvchi kislotalarning tuzlari bilan reaksiyaga kirishib, bu kislotalarni ulardan siqib chiqaradi. Bu reaksiya natijasida kislotali qoldiq SO4 bo'lgan tuz va kislota hosil bo'ladi
H2SO4+BaCl2=BaSO4+2HCl
Sulfat kislota va uning birikmalarini qo'llash
Bariy pyuresi BaSO4 rentgen nurlarini blokirovka qilishga qodir. Inson tanasining ichi bo'sh organlarini u bilan to'ldirib, rentgenologlar ularni tekshiradilar.
Tibbiyot va qurilishda tabiiy gips CaSO4 * 2H2O va kaltsiy sulfat kristalli gidrat keng qo'llaniladi. Glauber tuzi Na2SO4 * 10H2O tibbiyot va veterinariyada, kimyo sanoatida soda va shisha ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Mis sulfat CuSO4 * 5H2O zararkunandalar va o'simlik kasalliklariga qarshi kurashda foydalanadigan bog'bonlar va agronomlarga ma'lum.
Sulfat kislota sanoatning turli sohalarida keng qo'llaniladi: kimyo, metallga ishlov berish, neft, to'qimachilik, charm va boshqalar.
