Реферат: Серная кислота

Реферат по химии

<img src="/cache/referats/21821/image001.gif" v:shapes="_x0000_i1025">

                                                                        ученицы 9 «В» класса

                                                                        гимназии   №   44

                                                                           Богдановой    Инги

Свойства.

          Сернаякислота представляет собой бесцветную вязкую жидкость, плотность 1,83 г/мл(20º). Температура плавления серной кислоты составляет 10,3ºС,температура кипения 269,2ºС.

         Химические свойства серной кислоты во многом  зависят от ее концентрации. В лабораториях ипромышленности применяют разбавленную и концентрированную серную кислоту, хотяэто деление условно (четкую границу между ними провести нельзя).

          1. Взаимодействие с металлами.

         Разбавленная серная кислота взаимодействует с некоторыми металлами,например с железом, цинком, магнием, с выделением водорода:

Fe+H2SO4=FeSO4+H2

Некоторые малоактивные металлы, такиекак медь, серебро, золото, с разбавленной серной кислотой не реагируют.

          Концентрированная серная кислотаявляется сильным окислителем. Она окисляет многие металлы. Продуктами восстановлениякислоты обычно являются оксиды серы (IV), сероводород и сера (Н2S и Sобразуются в реакциях кислоты сактивными металлами – магнием, кальцием, натрием, калием и др.). Примерыреакций:

Cu+2H2SO4=CuSO4+SO2+2H2O

Mg+2H2SO4=MgSO4+SO2+2H2O     или

4Mg+5H2SO4=4MgSO4+H2S+4H2O

          Серная кислота высокой концентрации(практически безводная) не взаимодействует с железом в результате пассивации металла. Явление пассивациисвязано с образованием на поверхности металла прочной сплошной пленки,состоящей из оксидов или других соединений, которые препятствуют контактуметалла с кислотой. Благодоря пассивации можно хранить и перевозитьконцентрированную серную кислоту в стальной таре. Концентрированная сернаякислота пассивирует также аллюминий, никель, хром, титан.

          2. Взаимодействие с неметаллами.

          Концентрированная серная кислотаможет окислять неметаллы, например:

S+2H2SO4=3SO2+2H2O

Окислительные свойства  концентрированной серной кислоты могутпроявляться в реакциях с некоторыми сложными веществами – востановителями,например:

2KBr+2H2SO4=Br2+SO2+K2SO4+2H2O

          3. Взаимодействия сосновными оксидами и основаниями.

          Серная кислота проявляет все типичныесвойства кислот. Так, она реагирует с основными амфотерными оксидами игидроксидами с образованием солей. Как двухосновная кислота H2SO4образует два типа солей: средниесоли – сульфаты и кислые соли – гидросульфаты. Примеры реакций:

Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3Н2О

сульфат алюминия

2КОН+Н2SO4=K2SO4+2H2O

сульфат калия

КОН+Н2SO+=KHSO4+H2O

гидросульфат калия

          Гидросульфаты образуются, когдакислота берется в избытке.

          Многие соли серной кислоты выделяютсяиз растворов в виде кристаллогидратов, например

Al2(SO4)3 18Н2О Na2SО4  10Н2О

          4. Взаимодействие с солями.

          С некоторыми солями серная кислотавступает в реакции обмена, например:

СаСО3+Н2SO4=CaSO4‌‌+СО2↑+Н2О

ВаСl2+H2SO4=BaSO4↓+2HCl

Последняя реакция являетсякачественной на серную кислоту и ее соли: об их присутствии в растворе судят пообразованию белого осадка ВаSO4, которыйпрактически не растворяется в концентрированой азотной кислоте.

           5. Взаимодействие с водой.

           При растворении в воде сернаякислота активно взаимодействует с ней, образуя гидраты:

nH2O+H2SO4=H2SO4·nH2O

Благодоря способности связывать воду,серная кислота является хорошим осушителем.

           Многие органические вещества,содержащие водород и кислород (бумага, древесина, ткани, сахара), при дествиисерной кислоты обугливаются в результате связывания кислотой воды. Например: процессобугливания сахара С12Н22О11можно описать следующим уравнением:

nC12H22O11+H2SO4=12nC

                 6. Диссоциация кислоты.

            В водных растворах серная кислотадиссоциирует на ионы

  В  водном растворе серная кислота является оченьсильной- она диссоциирована практически полностью по юбоим ступеням. Безводнаясерная кислота диссоциирует в незначительной степени, т.е. является слабой.

            Производство серной кислоты.

            Весь процесс можно разбить на три последовательные стадии:получение диоксида серы, окисление его до триоксида и поглощение триоксидасеры.

1.<span Times New Roman"">   

             Наиболее распространенным сырьемдля получения SO2 является пирит FeS2, который подвергается обжигу:

4FeS2+11O2=2FeO2+8SO2

             Обжиг производят в специальнойпечи.В печь снизу под давлением подается воздух с такой скоростью, чтобы слойраздробленного пирита разрыхлялся, но частицы твердого вещества не уносилисьпотоком воздуха и обжиговых газов. Такой способ обжига называется обжигом в кипящем слое, так как слойтвердого вещества похож на кипящую жидкость.

              В результате обжига пиритаполучается обжиговый газ, который, кроме диоксида серы, содержит кислород, азот,пары воды и другие примеси. Некотрые из этих примесей вредны для последующихпроцессов производства серной кислоты, поэтому обжиговый газ  подвергается тщательной очистке от твердыхчастиц (пыли) и влаги. Осушение газа проводится концентрированной сернойкислотой.

              Иногда в качестве сырья дляполучения серной кислоты используют диоксид серы, содержащийся в отходящихгазах других производств или полученный сжиганием серы.

              2.Получение триоксида серы.

              Вторая стадия производства сернойкислоты – окисление диоксида серы кислородом воздуха до триоксида. В настоящеевремя этот процесс осуществляется контактныи способом: окисление производитсяпри температуре 400- 600°С в присутствии катализаторов (платина, оксид ванадия(V)V2O5илиоксид железа(III) Fe2O3).Этот процесс экзотермический. Выделяющаяся теплота используется для подогреваобжигового газа.

               3.Прглощение триоксида серы.

               Полученный оксид серы (VI) поступает впоглотительную башню, стенки которой орошаются концентрированной сернойкислотой(массовая доля H2SO498%).Поглощение триоксида серы водой неэффективно: образуется «туман» из мелкихкапелек серной кислоты, который долго концентрируется.

               Конечный продукт производства –раствор SO3в серной кислоте, называемый олеумом. Он может быть разбавлен водой до серной кислоты нужной концентрации.

Применение.

                Серная кислота – важнейший продуктхимической промышленности. Она находит примерение в производстве минеральныхудобрений, волокон, пластмасс, красителей, взрывчатых веществ, в металлургиипри получении меди, никеля, урана и других металлов. Используется ка осушител ьгазов.

                 Большое практическоеприменение из солей серной кислоты имеют различные сульфаты. Медный и железныйкупоросы CuSO4·5H2O и FeSO4 ·7H2O используются всельском хозяйстве для борьбы с вредителями растений, в производстве красок,для пропитки древесины  в качествеантисептического средства. Купоросами называюткристаллогидраты сульфатов некоторых металлов (меди, железа, цинка, никеля).

          Гипс CaSO4·2H2O и сульфаткальция СаSO4 используют в строительстве, медицинеи других облостях. Из гипса при прокаливании получают алебастр СаSO4·0,5H2O:

CaSО4·2H2O=CaSO4·0,5H2O+1,5H2O

Алебастр, смешааный с водой, быстрозатвердевает, превращаясь в гипс:

СаSO4·0,5H2O+1,5H2O=CaSO4·2H2O

          Сульфат натрия N2SO4 используется в производстве стекла.Сульфат натрия входит в состав природного минерала   Na2SO4·10H2O – глауберовой соли, или мирабилита. Сульфаты калия или аммонияприменяют как удобрения. Алюмокалиевыкквасцы КАI(SO4)2·11H2O проявляют дубящие своцства, и их используют в производствекожи, а также как протраву при крашении тканей. Сульфат бария ВаSО4применяется в производстве бумаги, резины и белыхминеральных красок.