Хімічна формула сірчаної кислоти h2so4. Сірчана кислота_9879

Нова тема: Сірчана кислота – H 2 SO 4

1. Електронна та структурна формули сірої кислоти

*S - сірка знаходиться у збудженому стані 1S 2 2S 2 2P 6 3S 1 3P 3 3d 2

Електронна формула молекули сірчаної кислоти:

Структурна формула молекули сірчаної кислоти:

1 H - -2 O -2 O

1 H - -2 O -2 O

2.Отримання:

Хімічні процеси виробництва сірчаної кислоти можна подати у вигляді наступної схеми:

S +O 2 +O 2 +H 2 O

FeS 2 SO 2 SO 3 H 2 SO 4

Отримують сірчану кислоту в три стадії:

1 стадія.Як сировину застосовують сірку, залізний колчедан або сірководень.

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

2 стадія. Окислення SO 2 до SO 3 киснем за допомогою каталізатора V 2 O 5

2SO 2 +O 2 =2SO 3 +Q

3стадія. Для перетворення SO 3 сірчану кислот застосовують не воду т.к. відбувається сильне розігрівання, а концентрований розчин сірчаної кислоти.

SO 3 +H 2 O H 2 SO 4

В результаті одержують олеум – розчинSO 3 у сірчаній кислоті.

Схема ланцюга апаратів(Див. Підручник стор.105)

3.Фізичні властивості.

а) рідина б) безбарвна в) важка (купоросне масло) г) нелетюча

г) при розчиненні у воді відбувається сильне розігрівання ( тому сірчану кислоту неодмінно потрібно наливати вводу,ане навпаки!)

4. Хімічні властивості Сірчаної кислоти.

РозведенаH 2 SO 4	КонцентрованаH 2 SO 4
Має всі властивості кислот	Має специфічні властивості
1.Змінює забарвлення індикатора: H 2 SO 4 H + +HSO 4 - HSO 4 - H + +SO 4 2- 2.Реагує з металами, що стоять до водню: Zn+ H 2 SO 4 ZnSO 4 +H 2 3.Реагує з основними та амфотерними оксидами: MgO+ H 2 SO 4 MgSO 4 +H 2 O 4.Взаємодіє з основ (реакція нейтралізації) 2NaOH+H 2 SO 4 Na 2 SO 4 +2H 2 O при надлишку кислоти утворюються кислі солі NaOH+H 2 SO 4 NaHSO 4 +H 2 O 5.Реагує з сухими солями, витісняючи з них інші кислоти (це найсильніша і нелетюча кислота): 2NaCl+H 2 SO 4 Na 2 SO 4 +2HCl 6.Реагує з розчинами солей, якщо при цьому утворюється нерозчинна сіль: BaCl 2 +H 2 SO 4 BaSO 4 +2HCl - білийосад якісна реакція на іонSO 4 2- 7.При нагріванні розкладається: H 2 SO 4 H 2 O+SO 3	1.Концентрована H 2 SO 4 - найсильніший окислювач, при нагріванні вона реагує з усіма металами (крім Au та Pt). У цих реакціях залежно від активності металу та умов виділяється S,SO 2 або H 2 S Наприклад: Cu+ 2H 2 SO 4 CuSO 4 +SO 2 +H 2 O 2.конц. H 2 SO 4 пасивує залізо та алюміній, тому її можна перевозити в сталевих та алюмінієві цистерни. 3. конц. H 2 SO 4 добре поглинає воду H 2 SO 4 +H 2 O H 2 SO 4 *2H 2 O Тому вона охоплює органічні речовини.

5. Застосування: Сірчана кислота -один з найважливіших продуктів, що використовуються у різних галузях промисловості. Основними її споживачами є виробництво мінеральних добрив, металургія, чищення нафтопродуктів. Сірчана кислота застосовується при виробництві інших кислот, миючих засобів, вибухових речовин, ліків, фарб, як електроліти для свинцевих акумуляторів. (Підручник стор.103).

6.Солі сірчаної кислоти

Сірчана кислота дисоціює ступінчасто

H 2 SO 4 H + +HSO 4 -

HSO 4 - H + +SO 4 2-

тому вона утворює два види солей – сульфати та гідросульфати.

Наприклад: Na 2 SO 4 - сульфат натрію (середня сіль)

Na HSO 4 - гідросульфат натрію (кисла сіль)

Найбільше застосування знаходять:

Na 2 SO 4 * 10H 2 O –глауберова сіль (застосовується при виробництві соди, скла, в медицині та

ветеринарії.

СaSO 4 *2H 2 O-гіпс

СuSO 4 *5H 2 O -мідний купорос(застосовується в сільському господарстві).

Лабораторний досвід

Хімічні властивості сірчаної кислоти.

Устаткування: Пробірки.

Реактиви:сірчана кислота, метиловий – помаранчевий, цинк, оксид магнію, гідроксид натрію та фенолфталеїн, карбонат натрію, хлорид барію.

б) Заповни таблицю спостережень

Фізичні властивості сірчаної кислоти:
Тяжка масляниста рідина («купоросне масло»);
густина 1,84 г/см3; нелетюча, добре розчинна у воді – з сильним нагріванням; t°пл. = 10,3 ° C, t ° кип. = 296°С, дуже гігроскопічна, має водовіднімні властивості (обвуглювання паперу, дерева, цукру).

Теплота гідратації настільки велика, що суміш може закипати, розбризкуватися та викликати опіки. Тому необхідно додавати кислоту до води, а не навпаки, оскільки при додаванні води до кислоти легша вода виявиться на поверхні кислоти, де і зосередиться вся теплота, що виділяється.

Промислове виробництво сірчаної кислоти (контактний спосіб):

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 (олеум)

Подрібнений очищений вологий пірит (сірчаний колчедан) зверху засипають у піч для випалу киплячому шарі“. Знизу (принцип протитечії) пропускають повітря, збагачене киснем.
З печі виходить пічний газ, склад якого: SO 2 , O 2 пари води (пірит був вологий) і дрібні частинки недогарка (оксиду заліза). Газ очищають від домішок твердих частинок (у циклоні та електрофільтрі) та парів води (у сушильній вежі).
У контактному апараті відбувається окислення сірчистого газу з використанням каталізатора V 2 O 5 (п'ятиокис ванадію) для збільшення швидкості реакції. Процес окислення одного оксиду в інший є оборотним. Тому підбирають оптимальні умови протікання прямої реакції. підвищений тиск(т.к пряма реакція йде із зменшенням загального обсягу) і температура не вище 500 С (т.к екзотермічна реакція).

У поглинальній вежі відбувається поглинання оксиду сірки (VI) концентрованою сірчаною кислотою.
Поглинання водою не використовують, тому що оксид сірки розчиняється у воді з виділенням великої кількості теплоти, тому сірчана кислота, що утворюється, закипає і перетворюється на пару. Для того, щоб не утворювалося сірчанокислотного туману, використовують 98% концентровану сірчану кислоту. Оксид сірки дуже добре розчиняється в такій кислоті, утворюючи олеум: H 2 SO 4 ·nSO 3

Хімічні властивості сірчаної кислоти:

H 2 SO 4 — сильна двоосновна кислота, одна з найсильніших мінеральних кислот, через високу полярність зв'язок Н – легко розривається.

1) У водному розчині сірчана кислота дисоціює , утворюючи іон водню та кислотний залишок:
H 2 SO 4 = H + + HSO 4 -;
HSO 4 - = H + + SO 4 2-.
Сумарне рівняння:
H 2 SO 4 = 2H + + SO 4 2-.

2) Взаємодія сірчаної кислоти з металами:
Розведена сірчана кислота розчиняє тільки метали, що стоять у ряді напруг лівіше водню:
Zn 0 + H 2 +1 SO 4 (розб) → Zn +2 SO 4 + H 2

3) Взаємодія сірчаної кислотиз основними оксидами:
CuO + H 2 SO 4 → CuSO 4 + H 2 O

4) Взаємодія сірчаної кислоти згідроксидами:
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) Обмінні реакції із солями:
BaCl 2 + H 2 SO 4 → BaSO 4 ↓ + 2HCl
Утворення білого осаду BaSO 4 (нерозчинного в кислотах) використовується для виявлення сірчаної кислоти та розчинних сульфатів (якісна реакція на сульфат іон).

Особливі властивості концентрованої H2SO4:

1) Концентрована сірчана кислота є сильним окислювачем ; при взаємодії з металами (крім Au, Pt) відновлюватися до S +4 O 2 , S 0 або H 2 S -2 залежно від активності металу. Без нагрівання не реагує з Fe, Al, Cr – пасивація. При взаємодії з металами, що мають змінну валентність, останні окислюються до вищих ступенів окислення ніж у випадку з розведеним розчином кислоти: Fe 0→ Fe 3+ , Cr 0→ Cr 3+ , Mn 0→Mn 4+,Sn 0→ Sn 4+

Активний метал

8 Al + 15 H 2 SO 4(конц.) →4Al 2 (SO 4) 3 + 12H 2 O + 3 H 2 S
4│2Al 0 – 6 e- → 2Al 3+ - окислення
3│ S 6+ + 8e → S 2– відновлення

4Mg+ 5H 2 SO 4 → 4MgSO 4 + H 2 S + 4H 2 O

Метал середньої активності

2Cr + 4 H 2 SO 4(конц.) → Cr 2 (SO 4) 3 + 4 H 2 O + S
1│ 2Cr 0 – 6e →2Cr 3+ — окислення
1│ S 6+ + 6e → S 0 – відновлення

Метал малоактивний

2Bi + 6H 2 SO 4(конц.) → Bi 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O + 3 SO 2
1│ 2Bi 0 – 6e → 2Bi 3+ – окислення
3│ S 6+ + 2e →S 4+ — відновлення

2Ag + 2H 2 SO 4 →Ag 2 SO 4 + SO 2 + 2H 2 O

2) Концентрована сірчана кислота окислює деякі неметали як правило до максимального ступеня окислення, сама відновлюється доS+4O 2:

С + 2H 2 SO 4 (конц) → CO 2 + 2SO 2 + 2H 2 O

S+ 2H 2 SO 4 (кінець) → 3SO 2 + 2H 2 O

2P+ 5H 2 SO 4 (кінець)→5SO 2 + 2H 3 PO 4 + 2H 2 O

3) Окислення складних речовин:
Сірчана кислота окислює HI та НВг до вільних галогенів:
2 КВr + 2Н 2 SO 4 = К 2 SО 4 + SO 2 + Вr 2 + 2Н 2 О
2 КI + 2Н 2 SО 4 = К 2 SO 4 + SO 2 + I 2 + 2Н 2 О
Концентрована сірчана кислота не може окислити хлорид-іони до вільного хлору, що дає можливість отримувати НСl за реакції обміну:
NаСl + Н 2 SO 4 (конц.) = NаНSO 4 + НСl

Сірчана кислота забирає хімічно зв'язану воду від органічних сполук, що містять гідроксильні групи. Дегідратація етилового спирту в присутності концентрованої сірчаної кислоти призводить до одержання етилену:
З 2 Н 5 ОН = З 2 Н 4 + Н 2 О.

Обвуглювання цукру, целюлози, крохмалю та ін. вуглеводів при контакті з сірчаною кислотою пояснюється також їх зневодненням:
C 6 H 12 O 6 + 12H 2 SO 4 = 18H 2 O + 12SO 2 + 6CO 2 .

Нерозведена сірчана кислота є ковалентною сполукою.

У молекулі сірчана кислота тетраедрично оточена чотирма атомами кисню, два з яких входять до складу гідроксильних груп. Зв'язки S – O – подвійні, а S – OH – одинарні.

Безбарвні, схожі на лід кристали мають шарувату структуру: кожна молекула H 2 SO 4 з'єднана з чотирма сусідніми міцними водневими зв'язками, утворюючи просторовий єдиний каркас.

Структура рідкої сірчаної кислоти схожа на тверду структуру, тільки цілісність просторового каркаса порушена.

Фізичні властивості сірчаної кислоти

За звичайних умов сірчана кислота – важка масляниста рідина без кольору та запаху. У техніці сірчаною кислотою називають її суміші як із водою, і з сірчаним ангідридом. Якщо молярне відношення SO 3: Н 2 Про менше 1, це водний розчин сірчаної кислоти, якщо більше 1, - розчин SO 3 в сірчаній кислоті.

100%-на H 2 SO 4 кристалізується при 10,45 ° С; Тстос = 296,2 °С; густина 1,98 г/см 3 . H 2 SO 4 змішується з Н 2 Про та SO 3 у будь-яких співвідношеннях з утворенням гідратів, теплота гідратації настільки велика, що суміш може закипати, розбризкуватися та викликати опіки. Тому необхідно додавати кислоту до води, а не навпаки, оскільки при додаванні води до кислоти легша вода виявиться на поверхні кислоти, де і зосередиться вся теплота, що виділяється.

При нагріванні та кипінні водних розчинів сірчаної кислоти, що містять до 70 % H 2 SO 4 , у парову фазу виділяються лише пари води. Над більш концентрованими розчинами з'являються пари сірчаної кислоти.

За структурними особливостями та аномаліями рідка сірчана кислота схожа на воду. Тут та сама система водневих зв'язків, майже такий самий просторовий каркас.

Хімічні властивості сірчаної кислоти

Сірчана кислота – одна з найсильніших мінеральних кислот, через високу полярність зв'язок Н – легко розривається.

У водному розчині сірчана кислота дисоціює , утворюючи іон водню та кислотний залишок:

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

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

Сумарне рівняння:

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

Виявляє властивості кислот , реагує з металами, оксидами металів, основами та солями.

Розведена сірчана кислота не виявляє окисних властивостей, при її взаємодії з металами виділяється водень і сіль, що містить метал у нижчому ступені окислення. На холоді кислота інертна до таких металів, як залізо, алюміній і навіть барій.

Концентрована кислота має окислювальні властивості. Можливі продукти взаємодії простих речовин із концентрованою сірчаною кислотою наведені у таблиці. Показано залежність продукту відновлення від концентрації кислоти та ступеня активності металу: чим активніший метал, тим глибше він відновлює сульфат-іон сірчаної кислоти.

Взаємодія з оксидами:

CaO + H 2 SO 4 = CaSO 4 = H 2 O.

Взаємодія з основами:

2NaOH + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2H 2 O.

Взаємодія із солями:

Na 2 CO 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + CO 2 + H 2 O.

Окислювальні властивості

Сірчана кислота окислює HI та НВг до вільних галогенів:

H2SO4+2HI = I2+2H2O+SO2.

Сірчана кислота забирає хімічно зв'язану воду від органічних сполук, що містять гідроксильні групи. Дегідратація етилового спирту в присутності концентрованої сірчаної кислоти призводить до одержання етилену:

З 2 Н 5 ОН = З 2 Н 4 + Н 2 О.

Обвуглювання цукру, целюлози, крохмалю та ін. вуглеводів при контакті з сірчаною кислотою пояснюється також їх зневодненням:

C 6 H 12 O 6 + 12H 2 SO 4 = 18H 2 O + 12SO 2 + 6CO 2 .

Структурна формула

Справжня, емпірична або брутто-формула: H 2 SO 4

Хімічний склад Сірчаної кислоти

Молекулярна вага: 98,076

Сірчана кислота H 2 SO 4 - сильна двоосновна кислота, що відповідає вищому ступеню окислення сірки (+6). За звичайних умов концентрована сірчана кислота – важка масляниста рідина без кольору та запаху, з кислим «мідним» смаком. У техніці сірчаною кислотою називають її суміші як із водою, і з сірчаним ангідридом SO 3 . Якщо молярне відношення SO 3: H 2 O менше 1, це водний розчин сірчаної кислоти, якщо більше 1 - розчин SO 3 в сірчаній кислоті (олеум).

Назва

У XVIII-XIX століттях сірку для пороху виготовляли із сірчаного колчедану (пірит) на купоросних заводах. Сірчану кислоту в той час називали «купоросним маслом» (як правило це був кристалогідрат, що за консистенцією нагадує масло), очевидно звідси походження назви її солей (а точніше саме кристалогідратів) - купороси.

Одержання сірчаної кислоти

Промисловий (контактний) спосіб

У промисловості сірчану кислоту отримують окисленням діоксиду сірки (сірчистий газ, що утворюється в процесі спалювання сірки або сірчаного колчедану) до триоксиду (сірчаного ангідриду) з подальшою взаємодією SO 3 з водою. Отриману даним способом сірчану кислоту також називають контактною (концентрація 92-94%).

Нітрозний (баштовий) спосіб

Раніше сірчану кислоту отримували виключно нітрозним методом у спеціальних вежах, а кислоту називали баштовою (концентрація 75%). Сутність цього методу полягає в окисленні діоксиду сірки діоксидом азоту у присутності води.

Інший спосіб

У тих рідкісних випадках, коли сірководень (H 2 S) витісняє сульфат (SO 4 -) із солі (з металами Cu, Ag, Pb, Hg) побічним продуктом є сірчана кислота. Сульфіди цих металів мають високу міцність, а також відмінне чорне забарвлення.

Фізичні та фізико- Хімічні властивості

Дуже сильна кислота, при 18 про pK a (1) = −2,8, pK a (2) = 1,92 (K z 1,2 10 -2); довжини зв'язків у молекулі S=O 0,143 нм, S-OH 0,154 нм, кут HOSOH 104°, OSO 119°; кипить, утворюючи азеотропну суміш (98,3 % H 2 SO 4 та 1,7 % H 2 Про з температурою кипіння 338,8 про З). Сірчана кислота, що відповідає 100% вмісту H 2 SO 4 , має склад (%): H 2 SO 4 99,5, HSO 4 - - 0,18, H 3 SO 4 + - 0,14, H 3 O + - 0,09, H 2 S 2 O 7 - 0,04, HS 2 O 7 - - 0,05. Змішується з водою і SO 3 у всіх співвідношеннях. У водних розчинах сірчана кислота практично повністю дисоціює на H 3 Про + , HSO 3 + і 2НSO 4 - . Утворює гідрати H 2 SO 4 ·nH 2 O, де n = 1, 2, 3, 4 та 6,5.

Олеум

Розчини сірчаного ангідриду SO 3 в сірчаній кислоті називаються олеумом, вони утворюють дві сполуки H 2 SO 4 ·SO 3 і H 2 SO 4 ·2SO 3 . Олеум містить також піросерні кислоти. Температура кипіння водних розчинів сірчаної кислоти підвищується зі зростанням її концентрації і досягає максимуму за вмістом 98,3 % H 2 SO 4 . Температура кипіння олеуму зі збільшенням вмісту SO 3 знижується. При збільшенні концентрації водних розчинів сірчаної кислоти загальний тиск пари над розчинами знижується і при вмісті 98,3% H 2 SO 4 досягає мінімуму. Зі збільшенням концентрації SO 3 в олеумі загальний тиск пари над ним підвищується. Тиск пари над водними розчинами сірчаної кислоти та олеуму можна обчислити за рівнянням:

lg p=A-B/T+2,126

величини коефіцієнтів А та В залежать від концентрації сірчаної кислоти. Пар над водними розчинами сірчаної кислоти складається з суміші парів води, H 2 SO 4 і SO 3 при цьому склад пари відрізняється від складу рідини при всіх концентраціях сірчаної кислоти, крім відповідної азеотропної суміші. З підвищенням температури посилюється дисоціація. Максимальну в'язкість має олеум H 2 SO 4 ·SO 3 з підвищенням температури η знижується. Електричний опір сірчаної кислоти мінімальний при концентрації SO 3 і 92 % H 2 SO 4 і максимально при концентрації 84 і 99,8 % H 2 SO 4 . Для олеуму мінімальне при концентрації 10 % SO 3 . З підвищенням температури сірчаної кислоти збільшується. Діелектрична проникність 100%-ної сірчаної кислоти 101 (298,15 К), 122 (281,15 К); кріоскопічна стала 6,12, ебуліоскопічна стала 5,33; коефіцієнт дифузії пари сірчаної кислоти у повітрі змінюється залежно від температури; D = 1,67 · 10⁻⁵T3/2 см²/с.

Хімічні властивості

Сірчана кислота в концентрованому вигляді при нагріванні – досить сильний окисник. Окислює HI та частково HBr до вільних галогенів. Окислює багато металів (виключення: Au, Pt, Ir, Rh, Ta.). При цьому концентрована сірчана кислота відновлюється до SO2. На холоді концентрованої сірчаної кислоти Fe, Al, Cr, Co, Ni, Ba пасивуються і реакції не протікають. Найбільш сильними відновниками концентрована сірчана кислота відновлюється до S і H 2 S. Концентрована сірчана кислота поглинає водяні пари, тому вона застосовується для сушіння газів, рідин та твердих тілнаприклад, в ексікаторах. Однак концентрована H 2 SO 4 частково відновлюється воднем, через що не може застосовуватися для сушіння. Відщеплюючи воду від органічних сполук і залишаючи при цьому чорний вуглець (вугілля), концентрована сірчана кислота призводить до обвуглювання деревини, цукру та інших речовин. Розведена H 2 SO 4 взаємодіє з усіма металами, що знаходяться в електрохімічному ряду напруг лівіше водню з його виділенням. Окисні властивості для розведеної H 2 SO 4 нехарактерні. Сірчана кислота утворює два ряди солей: середні - сульфати та кислі - гідросульфати, а також ефіри. Відомі пероксомоносерна (або кислота Каро) H 2 SO 5 і пероксодисерна H 2 S 2 O 8 кислоти. Сірчана кислота реагує також з основними оксидами, утворюючи сульфат та воду. На металообробних заводах розчин сірчаної кислоти застосовують видалення шару оксиду металу з поверхні металевих виробів, що піддаються у процесі виготовлення сильному нагріванню. Так, оксид заліза видаляється з листового заліза дією нагрітого розчину сірчаної кислоти. Якісною реакцією на сірчану кислоту та її розчинні солі є їх взаємодія з розчинними солями барію, при якому утворюється білий осад сульфату барію, нерозчинний у воді та кислотах, наприклад.

Застосування

Сірчану кислоту застосовують:

• в обробці руд, особливо при видобутку рідкісних елементів, у тому числі урану, іридію, цирконію, осмію тощо;
• у виробництві мінеральних добрив;
• як електроліт у свинцевих акумуляторах;
• для отримання різних мінеральних кислот та солей;
• у виробництві хімічних волокон, барвників, димоутворюючих та вибухових речовин;
• у нафтовій, металообробній, текстильній, шкіряній та інших галузях промисловості;
• у харчовій промисловості - зареєстрована як харчової добавки E513 (емульгатор);
• у промисловому органічний синтезу реакціях:
• дегідратації (отримання діетилового ефіру, складних ефірів);
• гідратації (етанол з етилену);
• сульфування (синтетичні миючі засоби та проміжні продукти у виробництві барвників);
• алкілування (отримання ізооктану, поліетиленгліколю, капролактаму) та ін.
• Для відновлення смол у фільтрах з виробництва дистильованої води.

Світове виробництво сірчаної кислоти прибл. 160 млн. тонн на рік. Найбільший споживач сірчаної кислоти – виробництво мінеральних добрив. На P 2 O 5 фосфорних добрив витрачається в 2,2-3,4 рази більше за масою сірчаної кислоти, а (NH 4) 2 SO 4 сірчаної кислоти 75 % від маси витрачається (NH 4) 2 SO 4 . Тому сірчанокислотні заводи прагнуть будувати в комплексі із заводами з виробництва мінеральних добрив.

Історичні відомості

Сірчана кислота відома з давніх-давен, зустрічаючись у природі у вільному вигляді, наприклад, у вигляді озер поблизу вулканів. Можливо, перша згадка про кислі гази, що отримуються при прожарюванні галунів або залізного купоросу «зеленого каменю», зустрічається в творах, що приписуються арабському алхіміку Джабір ібн Хайяну. У IX столітті перський алхімік Ар-Разі, прожарюючи суміш залізного та мідного купоросу (FeSO 4 7H 2 O та CuSO 4 5H 2 O), також отримав розчин сірчаної кислоти. Цей спосіб удосконалив європейський алхімік Альберт Магнус, який жив у XIII столітті. Схема отримання сірчаної кислоти із залізного купоросу - термічне розкладання сульфату заліза (II) з подальшим охолодженням суміші. У працях алхіміка Валентина (XIII ст) описується спосіб отримання сірчаної кислоти шляхом поглинання водою газу (сірчаний ангідрид), що виділяється при спалюванні суміші порошків сірки та селітри. Згодом цей спосіб ліг в основу т.з. «камерного» способу, що здійснюється в невеликих камерах, фанерованих свинцем, який не розчиняється у сірчаній кислоті. У СРСР такий спосіб проіснував аж до 1955 р. Алхімікам XV відомий був також спосіб отримання сірчаної кислоти з піриту - сірчаного колчедану, дешевшого і поширенішого сировини, ніж сірка. У такий спосіб отримували сірчану кислоту протягом 300 років, невеликою кількістю у скляних ретортах. Згодом у зв'язку з розвитком каталізу цей метод витіснив камерний спосіб синтезу сірчаної кислоти. В даний час сірчану кислоту отримують каталітичним окисленням (на V 2 O 5) оксиду сірки (IV) в оксид сірки (VI), і подальшим розчиненням оксиду сірки (VI) в 70% сірчаної кислоти з утворенням олеуму. У Росії виробництво сірчаної кислоти вперше було організовано 1805 року під Москвою у Звенигородському повіті. У 1913 році Росія з виробництва сірчаної кислоти посідала 13 місце у світі.

додаткові відомості

Найдрібніші крапельки сірчаної кислоти можуть утворюватися в середніх та верхніх шарах атмосфери в результаті реакції водяної пари та вулканічного попелу, що містить велику кількість сірки. Зависла, що вийшла, через високий альбедо хмар сірчаної кислоти, ускладнює доступ сонячних променів до поверхні планети. Тому (а також внаслідок великої кількості найдрібніших частинок вулканічного попелу у верхніх шарах атмосфери, що також ускладнюють доступ сонячного світла до планети) після особливо сильних вивержень вулканічних можуть відбутися значні зміни клімату. Наприклад, внаслідок виверження вулкана Ксудач (Півострів Камчатка, 1907 р.) підвищена концентрація пилу в атмосфері трималася близько 2 років, а характерні сріблясті хмари сірчаної кислоти спостерігалися навіть у Парижі. Вибух вулкана Пінатубо в 1991 році, що відправив в атмосферу 3 10 7 тонн сірки, призвів до того, що 1992 і 1993 були значно холодніше, ніж 1991 і 1994.

Стандарти

• Кислота сірчана технічна ГОСТ 2184-77
• Кислота сірчана акумуляторна. Технічні умови ГОСТ 667-73
• Сірчана кислота особливої ​​чистоти. Технічні умови ГОСТ 1422-78
• Реактиви. Кислота сірчана. Технічні умови ГОСТ 4204-77

Ціль:Ознайомитись із будовою, фізичними та хімічними властивостями, застосуванням сірчаної кислоти.

Освітні завдання:Розглянути фізичні та хімічні властивості (загальні з іншими кислотами та специфічні) сірчаної кислоти, отримання, показати велике значеннясірчаної кислоти та її солей у народне господарство.

Виховні завдання:Продовжити формування в учнів діалектико-матеріалістичного розуміння природи.

Розвиваючі завдання:Розвиток загальнонавчальних умінь та навичок, робота з підручником та додатковою літературою, правила роботи на робочому столі, вміння систематизувати та узагальнювати, встановлювати причинно-наслідкові зв'язки, доказово та грамотно викладати свої думки, робити висновки, складати схеми, замальовувати.

Хід уроку

1. Повторення пройденого.

Фронтальне опитування класу. Порівняти властивості кристалічної та пластичної сірки. Пояснити сутність алотропії.

2. Вивчення нового матеріалу.

Уважно прослухавши казку, ми наприкінці уроку пояснимо, чому сірчана кислота поводилася дивно з водою, деревом та золотим кільцем.

Звучить аудіозапис.

Пригоди сірчаної кислоти.

В одному хімічному королівстві жила чарівниця, звали її Сірчаною кислотою. На вигляд вона була не така вже й погана: безбарвна рідина, в'язка як олія, без запаху. Сірчана кислотахотіла бути знаменитою, тому вирушила у подорож.

Вона йшла вже 5 годин, бо день був занадто спекотний, їй дуже захотілося пити. І раптом вона побачила колодязь. "Вода!" - Вигукнула кислота і, підбігши до колодязя, доторкнулася до води. Вода страшенно зашипіла. З криком злякана чарівниця кинулася геть. Звичайно ж, молода кислота не знала, що при змішуванні сірчаної кислотиз водою виділяється велика кількістьтеплоти.

«Якщо вода стикається з сірчаною кислотою, то вода, не встигнувши змішатися з кислотою, може закипіти і викинути бризки. сірчаної кислоти. Цей запис з'явився в щоденнику молодої мандрівниці, а потім увійшов до підручників.

Так як кислота не вгамувала спрагу, то, розлоге дерево, вирішила прилягти і відпочити в тіні. Але це в неї не вийшло. Як тільки Сірчана кислотадоторкнулася до дерева, воно почало обвугливатись. Не знаючи причини цього, перелякана кислота втекла геть.

Незабаром вона прийшла в місто і вирішила зайти в перший магазин, що попався на її шляху. Ним виявився ювелірний. Підійшовши до вітрин, кислота побачила безліч прекрасних кілець. Сірчана кислотавирішила поміряти одне колечко. Попросивши у продавця золоту каблучку, мандрівниця одягла його на свій довгий гарний палець. Чарівниці дуже сподобалося обручку і вона вирішила його купити. Ось чим вона могла похвалитися перед своїми друзями!

Вийшовши із міста, кислота вирушила додому. В дорозі її не залишала думка, чому ж вода і дерево поводилися так дивно при дотику з нею, а з цією золотою річ нічого не сталося? «Та тому, що золото в сірчаної кислотине окислюється». Це були останні слова, записані кислотою у своєму щоденнику.

Пояснення вчителя.

Електронна та структурна формули сірчаної кислоти.

Так сірка знаходиться у 3-му періоді періодичної системи, то правило октету (восьми електронна структура) не дотримується і атом сірки може придбати до дванадцяти електронів. Електронна та структурна формули сірчаної кислоти такі:

(Шість електронів сірки позначені зірочкою)

Отримання.

Сірчана кислота утворюється при взаємодії оксиду сірки (5) з водою (SO 3 +H 2 O -> H 2 SO 4).

Фізичні властивості.

Сірчана кислота – безбарвна, важка, нелетюча рідина. При розчиненні їх у воді відбувається дуже сильне розігрівання. Пам'ятайте, що не можна вливати воду в концентровану сірчану кислоту!

Концентрована сірчана кислота поглинає з повітря водяну пару. У цьому можна переконатися, якщо відкриту посудину з концентрованою сірчаною кислотою врівноважити на терезах: через деякий час чашка з посудиною опуститься.

Хімічні властивості.

Розведена сірчана кислота має загальними властивостямихарактерними для всіх кислот. Крім того, сірчана кислота має специфічні властивості.

Хімічні властивості сірчаної – додаток .

Демонстрація вчителем цікавого досвіду.

Короткий інструктаж з техніки безпеки.

Ескімо (Вугілля із цукру)

Устаткування	План досвіду	Висновок
Цукрова пудра. Концентрована сірчана кислота. Дві хімічні склянки по 100-150 мл. Скляна паличка. Терези.	30 г цукрової пудри пересипати у хімічну склянку. Відміряти мензуркою 12 мл концентрованої сірчаної кислоти. Змішати в склянці скляною паличкою цукор та кислоту в кашоподібну масу (скляну паличку вийняти і покласти у склянку з водою). Через деякий час суміш темніє, розігрівається і невдовзі зі склянки починає виповзати пориста вугільна маса. ескімо	Обвуглювання цукру сірчаною кислотою (концентрованою) пояснюється окисними властивостями цієї кислоти. Відновником є ​​вуглець. Процес екзотермічний. 2Н 2 SO 4 +C 12 Про 11 + Н22 -> 11С+2SO 2 +13Н 2 Про+СО 2

Заповнення учнями таблиці з цікавим досвідом у зошит.

Міркування учнів про те, чому Сірчана кислота поводилася так дивно з водою, деревом та золотом.

Застосування.

Завдяки своїм властивостям (здатність поглинати воду, окисні властивості, нелетючість) сірчану кислоту широко застосовують у народному господарстві. Вона належить до основних продуктів хімічної промисловості.

1. отримання барвників;
2. одержання мінеральних добрив;
3. очищення нафтопродуктів;
4. електролітичне одержання міді;
5. електроліт в акумуляторах;
6. одержання вибухових речовин;
7. отримання барвників;
8. отримання штучного шовку;
9. одержання глюкози;
10. одержання солей;
11. одержання кислот.

Солі сірчаної кислоти широко використовують, наприклад

Na 2 SO 4 * 10H 2 O– кристалогідрат сульфату натрію (Глауберова сіль)- застосовують у виробництві соди, скла, у медицині та ветеринарії.

CaSO 4 * 2H 2 O– кристалогідрат сульфату кальцію (Природний гіпс)- Застосовують для отримання напівводного гіпсу, необхідного в будівництві, а в медицині - для накладання гіпсових пов'язок.

CuSO 4 * 5H 2 O– кристалогідрат сульфату міді (2) (мідний купорос)- використовують у боротьбі зі шкідниками та хворобами рослин.

Робота учнів із позатекстовим компонентом підручника.

Це цікаво

…у затоці Кара-Богаз-Гол у воді міститься 30% глауберової солі за температури +5°С ця сіль випадає як білого осаду, як сніг, і з настанням теплого часу сіль знову розчиняється. Так як у цій затоці глауберова сіль то з'являється, то зникає, вона була названа Мірабілітомщо означає «дивовижна сіль».

3. Питання закріплення навчального матеріалу, записані на дошці.

1. Взимку між рамами вікон іноді поміщають посудину з концентрованою сірчаною кислотою. З якою метою це роблять, чому посудину не можна заповнювати кислотою догори?
2. Чому сірчану кислоту називають «хлібом» хімії?

Домашнє завдання та інструктаж щодо його виконання.

Де це потрібно, складіть рівняння в іонному вигляді.

Висновок з уроку, виставлення та коментування позначок.

Використана література.

1. Рудзітіс Г.Е.Фельдман Ф.Г., Хімія: Навчальний посібникдля 7-11 класів вечірньої (змінної) середньої загальноосвітньої школио 2 год. Ч 1-3 -е видання - М.: Просвітництво, 1987.
2. Хімія у школі №6, 1991.
3. Штремплер Генріх Іванович, Хімія на дозвіллі: Кн. для учнів середовищ. та старий. віку /Мал. авт. за участю В.М. Розтопчини. - Ф.: Гол. ред. КСЕ, 1990.