Реферат: Серная кислота

👉🏻👉🏻👉🏻 ВСЯ ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻

Чистая 100 %-ная серная кислота (моногидрат) представляет собой бесцветную маслянистую жидкость, застывающую в кристаллическую массу при +10 °С. Реактивная серная кислота имеет обычно плотность 1,84 г/см 3
и содержит около 95 % H 2
SO 4
. Затвердевает она лишь ниже -20 °С.
Температура плавления моногидрата равна 10,37 °С при теплоте плавления 10,5 кДж/моль. В обычных условиях он представляет собой очень вязкую жидкость с весьма высоким значением диэлектрической проницаемости (e = 100 при 25 °С). Незначительная собственная электролитическая диссоциация моногидрата протекает параллельно по двум направлениям: [Н 3
SO 4
+
]·[НSO 4
-
] = 2·10 -4
и [Н 3
О +
]·[НS 2
О 7
-
] = 4·10 -5
. Его молекулярно-ионный состав может быть приближенно охарактеризован следующими данными (в %):
H 2
SO 4
HSO 4
-
H 3
SO 4
+
H 3
O +
HS 2
O 7
-
H 2
S 2
O 7

При добавлении даже малых количеств воды преобладающей становится диссоциация по схеме:Н 2
О + Н 2
SО 4
<==> Н 3
О+ + НSO 4
-

H 2
SO 4
- сильная двухосновная кислота.
H 2
SO 4
<--> H +
+ HSO 4
-
<--> 2H +
+ SO 4
2-

Первая ступень (для средних концентраций) приводит к 100%-ой диссоциации:
K 2
= ([H +
] · [SO 4
2-
]) / [HSO 4
-
] = 1,2 · 10 -2

a) разбавленная серная кислота растворяет только металлы, стоящие в ряду напряжений левее водорода:
Zn 0
+ H 2
+1
SO 4
(разб) --> Zn +2
SO 4
+ H 2
O
b) концентрированная H 2
+6
SO 4
- сильный окислитель; при взаимодействии с металлами (кроме Au, Pt) может восстанавливаться до S +4
O 2
, S 0
или H 2
S -2
(без нагревания не реагируют также Fe, Al, Cr - пассивируются):
2Ag 0
+ 2H 2
+6
SO 4
--> Ag 2
+1
SO 4
+ S +4
O 2
+ 2H 2
O
8Na 0
+ 5H 2
+6
SO 4
--> 4Na 2
+1
SO 4
+ H 2
S -2
+ 4H 2
O
2) концентрированная H 2
S +6
O 4
реагирует при нагревании с некоторыми неметаллами за счет своих сильных окислительных свойств, превращаясь в соединения серы более низкой степени окисления, (например, S +4
O 2
):
С 0
+ 2H 2
S +6
O 4
(конц) --> C +4
O 2
+ 2S +4
O 2
+ 2H 2
O
S 0
+ 2H 2
S +6
O 4
(конц) --> 3S +4
O 2
+ 2H 2
O
2P 0
+ 5H 2
S +6
O 4
(конц) --> 5S +4
O 2
+ 2H 3
P +5
O 4
+ 2H 2
O
H 2
SO 4
+ 2NaOH --> Na 2
SO 4
+ 2H 2
O
H 2
SO 4
+ Cu(OH) 2
--> CuSO 4
+ 2H 2
O
BaCl 2
+ H 2
SO 4
--> BaSO 4
+ 2HCl
Образование белого осадка BaSO 4
(нерастворимого в кислотах) используется для идентификации серной кислоты и растворимых сульфатов.
MgCO 3
+ H 2
SO 4
--> MgSO 4
+ H 2
O + CO 2
H 2
CO 3

Моногидрат (чистая, 100%-ая серная кислота) является ионизирующим растворителем, имеющим кислотный характер. В нём хорошо растворяются сульфаты многих металлов (переходя при этом в бисульфаты), тогда как соли других кислот растворяются, как правило, лишь при возможности их сольволиза (с переводом в бисульфаты). Азотная кислота ведет себя в моногидрате как слабое основаниеHNO 3
+ 2 H 2
SO 4
<==> H 3
O +
+ NO 2
+
+ 2 HSO 4
-
хлорная - как очень слабая кислотаH 2
SO 4
+ HClO 4
= H 3
SO 4
+
+ ClO 4
-
Фторсульфоновая и хлорсульфоновая оказываются кислотами несколько более сильными (HSO 3
F > HSO 3
Cl > HClO 4
). Моногидрат хорошо растворяет многие органические вещества, имеющие в своём составе атомы с неподелёнными электронными парами (способными к присоединению протона). Некоторые из них могут быть затем выделены обратно в неизменённом состоянии путем простого разбавления раствора водой. Моногидрат обладает высоким значением криоскопической константы (6,12°) и им иногда пользуются как средой для определения молекулярных весов.
Концентрированная H 2
SO 4
является довольно сильным окислителем, особенно при нагревании (восстанавливается обычно до SO 2
). Например, она окисляет HI и частично HВr (но не HСl) до свободных галогенов. Окисляются ею и многие металлы - Cu, Hg и др. (тогда как золото и платина по отношению к H 2
SO 4
устойчивы). Так взаимодействие с медью идёт по уравнению:
Cu + 2 H 2
SO 4
= CuSO 4
+ SO 2
+ H 2
O
Действуя в качестве окислителя, серная кислота обычно восстанавливается до SO 2
. Однако наиболее сильными восстановителями она может быть восстановлена до S и даже H 2
S. С сероводородом концентрированная серная кислота реагирует по уравнению:
H 2
SO 4
+ H 2
S = 2H 2
O + SO 2
+ S
Следует отметить, что она частично восстанавливается также газообразным водородом и поэтому не может применяться для его осушки.
Рис. 13. Электропроводность растворов серной кислоты.
Растворение концентрированной серной кислоты в воде сопровождается значительным выделением тепла (и некоторым уменьшением общего объёма системы). Моногидрат почти не проводит электрического тока. Напротив, водные растворы серной кислоты являются хорошими проводниками. Как видно на рис. 13, максимальной электропроводностью обладает приблизительно 30 %-ная кислота. Минимум кривой соответствует гидрату состава H 2
SO 4
·H 2
O.
Выделение тепла при растворении моногидрата в воде составляет (в зависимости от конечной концентрации раствора) до 84 кДж/моль H 2
SO 4
. Напротив, смешиванием 66 %-ной серной кислоты, предварительно охлажденной до 0 °С, со снегом (1:1 по массе) может быть достигнуто понижение температуры, до -37 °С.
Изменение плотности водных растворов H 2
SO 4
с её концентрацией (вес. %) дано ниже:
Как видно из этих данных, определение по плотности концентрации серной кислоты выше 90 вес. % становится весьма неточным. Давление водяного пара над растворами H 2
SO 4
различной концентрации при разных температурах показано на рис. 15. В качестве осушителя серная кислота может действовать лишь до тех пор, пока давление водяного пара над её раствором меньше, чем его парциальное давление в осушаемом газе.
Рис. 16. Температуры кипения над растворами H 2
SO 4
. растворов H 2
SO 4
.
При кипячении разбавленного раствора серной кислоты из него отгоняется вода, причём температура кипения повышается вплоть до 337 °С, когда начинает перегоняться 98,3 % H 2
SO 4
(рис. 16). Напротив, из более концентрированных растворов улетучивается избыток серного ангидрида. Пар кипящей при 337 °С серной кислоты частично диссоциирован на H 2
O и SO 3
, которые вновь соединяются при охлаждении. Высокая температура кипения серной кислоты позволяет использовать её для выделения при нагревании легколетучих кислот из их солей (например, HCl из NaCl).
Моногидрат может быть получен кристаллизацией концентрированной серной кислоты при -10 °С.
1-я стадия. Печь для обжига колчедана.
4FeS 2
+ 11O 2
--> 2Fe 2
O 3
+ 8SO 2
+ Q
1) измельчение железного колчедана (пирита)
4) увеличение концентрации кислорода в воздухе
2-я стадия. После очистки, осушки и теплообмена сернистый газ поступает в контактный аппарат, где окисляется в серный ангидрид (450°С - 500°С; катализатор V 2
O 5
):
nSO 3
+ H 2
SO 4
(конц) --> (H 2
SO 4
· nSO 3
)(олеум)
Воду использовать нельзя из-за образования тумана. Применяют керамические насадки и принцип противотока.
Помните! Серную кислоту нужно вливать малыми порциями в воду, а не на оборот. Иначе может произойти бурная химическая реакция, в результате которой человек может получить сильные ожоги.
Серная кислота — один из основных продуктов химической промышленности. Идет на производство минеральных удобрений (суперфосфат, сульфат аммония), различных кислот и солей, лекарственных и моющих средств, красителей, искусственных волокон, взрывчатых веществ. Применяется в металлургии (разложение руд, напр. урановых), для очистки нефтепродуктов, как осушитель и др.
Практически важно то обстоятельство, что очень крепкая (выше 75 %) серная кислота не действует на железо. Это позволяет хранить и перевозить её в стальных цистернах. Напротив, разбавленная H 2
SO 4
легко растворяет железо с выделением водорода. Окислительные свойства для неё вовсе не характерны.
Крепкая серная кислота энергично поглощает влагу и поэтому часто применяется для осушки газов. От многих органических веществ, содержащих в своём составе водород и кислород, она отнимает воду, что нередко используется в технике. С этим же (а также с окислительными свойствами крепкой H 2
SO 4
) связано её разрушающее действие на растительные и животные ткани. Случайно попавшую при работе на кожу или платье серную кислоту следует тотчас же смыть большим количеством воды, затем смочить пострадавшее место разбавленным раствором аммиака и вновь промыть водой.
Рис.1. Схема водородных связей в кристалле H 2
SO 4
.
Молекулы, образующие кристалл моногидрата, (НО) 2
SO 2
соединены друг с другом довольно сильными (25 кДж/моль) водородными связями, как это схематически показано на рис. 1. Сама молекула (НО) 2
SO 2
имеет структуру искаженного тетраэдра с атомом серы около центра и характеризуется следующими параметрами: (d(S-ОН) = 154 пм, РНО-S-ОН = 104°, d(S=O) = 143 пм, РOSO = 119°. В ионе HOSO 3
-
, d(S-ОН) = 161 и d(SO) = 145 пм, а при переходе к иону SO 4
2-
тетраэдр приобретает правильную форму и параметры выравниваются [d(SO) = 148 пм].Кристаллогидраты серной кислоты.
Для серной кислоты известно несколько кристаллогидратов, состав которых показан на рис. 14. Из них наиболее бедный водой представляет собой соль оксония: H 3
O +
HSO 4
-
. Так как рассматриваемая система очень склонна к переохлаждению, фактически наблюдаемые в ней температуры замерзания лежат гораздо ниже температур плавления.
Рис. 14. Температуры плавления в системе H 2
O·H 2
SO 4
.

Название: Серная кислота
Раздел: Биология и химия
Тип: реферат
Добавлен 16:37:56 12 февраля 2004 Похожие работы
Просмотров: 6765
Комментариев: 17
Оценило: 12 человек
Средний балл: 3.6
Оценка: 4   Скачать

Срочная помощь учащимся в написании различных работ. Бесплатные корректировки! Круглосуточная поддержка! Узнай стоимость твоей работы на сайте 64362.ru
Привет студентам) если возникают трудности с любой работой (от реферата и контрольных до диплома), можете обратиться на FAST-REFERAT.RU , я там обычно заказываю, все качественно и в срок) в любом случае попробуйте, за спрос денег не берут)
Да, но только в случае крайней необходимости.

Реферат: Серная кислота
Реферат: Сноски на цитируемую литературу приводить в верхнем регистре
Реферат по теме Управление войсками
Реферат: Обычаи и традиции Шотландии
Реферат На Тему Основные Понятия Делопроизводства 2007
Курсовая работа по теме Блочные методы шифрования
Сочинение На Тему Новочеркасский Собор
Гдз Контрольные Работы Математика 6 Класс Мерзляк
Пусть Будет Сильна Наша Единая Нация Эссе
Словесный Портрет Пример Сочинения
Реферат по теме Российский экономический кризис 1998 года
Реферат: Who Is Responsible For Creating These Violent
Реферат по теме Общие сведения о магнитных жидкостях
Реферат по теме Роль бифидобактерий в организме
Реферат: Психология переживания
Реферат: Значение мутаций в эволюции живого мира
Контрольная Работа На Тему Трудовая Мотивация Персонала Организации
Контрольная работа: Адгезионное взаимодействие наночастиц
Реферат На Тему Математическая Модель Системы В Переменных Пространства Состояний
Реферат: Демографическая оценка итогов Великой Отечественной войны. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат На Тему Институциональные Аспекты Политики. Сущность И Основные Функции Современных Государств
Доклад: Волошин Максимилиан Александрович
Реферат: Масоны: кто они?
Реферат: Исходные категории теории и методики физической культуры