Sulfátový kyselina: vzorec a chemické vlastnosti

Jedním z prvních minerálních kyselin, které se stalo známo, že člověk - je kyselina sírová, nebo síran. Nejen, že je to, ale mnoho z jeho solí jsou používány ve stavebnictví, zdravotnictví, potravinářství a pro technické účely. Zatím v tomto ohledu nic nezměnilo. Několik charakteristik, který vykazuje kyselý síran, usnadňuje nezbytné v chemických syntézách. Navíc prakticky ve všech odvětvích průmyslu a každodenního života se používají soli. Proto považujeme podrobněji, co to je a jaké jsou charakteristické rysy vlastnosti.

Různé názvy

Začněme s tím, že názvy v této věci hodně. Mezi nimi jsou ty, které jsou tvořeny racionální nomenklatury, a ty, které mají historicky. Proto je tato sloučenina je označena jako:

• síran kyselina;
• Skalice;
• kyselina sírová;
• olea.

I když termín „oleum“ není zcela vhodná pro danou látku, protože se jedná o směs kyseliny sírové a vyšších oxidu síry - SO _3.

Kyselý síran: molekulární vzorec a struktura

Z hlediska chemických zkratek napsat vzorec této kyseliny mohou být tak: H _{2SO 4.} Je zřejmé, že molekula je složena ze dvou vodíkových kationtů a aniontů zbytek kyseliny - síranových iontů, které mají 2+ náboj.

Tak v molekule, následující komunikace:

• kovalentní polární mezi síry a kyslíku;
• silně polární kovalentní mezi vodíkem a zbytek kyseliny SO _4.

Sérum obsahující 6 nepárové elektrony vytváří dvě dvojné vazby ke dvěma atomy kyslíku. Dokonce i s několika - jediné, a ty zase - jednoho atomu vodíku. V důsledku molekulové struktury umožňuje, aby byly dostatečně silné. Zároveň je vodík kace je velmi mobilní a snadné jít, protože síry a kyslíku je mnohem větší elektronegativita. Vytažení elektronovou hustotu sám, představují atom vodíku parciální kladný náboj, který při odpojování je kompletní. Takto vytvořený kyselé roztoky, ve kterých je H ^+.

Hovoříme-li o oxidačních stavech prvků ve sloučenině, vzorce kyselého síranu kde H _{2SO 4,} snadno umožňuje výpočet: vodíku y + 1, y -2 kyslíku, síry na +6.

Jako v každé molekule, výsledný náboj je nula.

Historie objevu

Kyselina sulfát je známo, že lidé od nejstarších dob. Dokonce alchymisti, dostat to různé metody síranu kalcinační. Od IX století, lidé přijali a používají tuto látku. Později v Evropě Albertus Magnus naučili extrahovat kyselinu v procesu rozkladu síranu železnatého.

Avšak žádná z metod nebyla zisková. Pak se to stane se známé tzv syntéza komory provedení. Pro tento hořící síry a dusičnanu, a vyvinuly výpary absorbované vody. V důsledku toho, kyselý síran tvořen.

Ještě později, Britové byli schopni najít nejlevnější způsob získání látky. Použili jsme pyrit - Fes _2, výpražky. Jeho spalování a následnou reakcí s kyslíkem, stále jsou jedním z nejdůležitějších průmyslových procesů pro syntézu kyseliny sírové. Tyto suroviny více přístupné, cenově dostupné a kvalitní pro velký objem výroby.

fyzikální vlastnosti

Existuje několik možností, včetně vnější, který je odlišný od ostatních kyselého síranu. Fyzikální vlastnosti lze popsat v několika bodech:

1. Za standardních podmínek, - kapalina.
2. V koncentrovaném stavu je těžká, mastná, za který byl nazýván „Vitriol“.
3. Hustota látky - 1,84 g / ^cm3.
4. To nemá žádnou barvu nebo zápach.
5. Má silné „mědi“ chuť.
6. Rozpouští se ve vodě velmi dobře, téměř neomezené.
7. Hygroskopický, je schopen zachytit i volné a vázané vody z tkání.
8. Energeticky nezávislá.
9. Bod varu - 296 ° ^C
10. Tající při teplotě 10,3 ^° C,

Jednou z nejdůležitějších vlastností této sloučeniny je její schopnost hydratovat s vydáním velkého množství tepla. To je důvod, proč i ve škole se děti učí, že voda se přidává do kyseliny v každém případě je to nemožné, ale právě naopak. Koneckonců, voda je lehčí hustoty, takže se hromadí na povrchu. Pokud se dramaticky přidat ke kyselině, se výsledná reakční rozpustí se tolik energie, že se voda začne vařit a nastříkat společně s částicemi nebezpečné látky. To může způsobit vážné chemické popáleniny kůže rukou.

Proto by mělo být pramínek nalít kyseliny ve vodě, pak se směs silně zahřívá, ale nedochází varu, a tím také stříkající.

chemické vlastnosti

Z chemického hlediska je tato kyselina je velmi silný, a to zejména v případě, že se koncentrovaný roztok. To hydrogenfosforečnan, avšak postupně se odloučí tvořit gidrosulfat- a sulfát anion.

Obecně platí, že jeho interakce s různými sloučeninami splňuje všechny základní reakce typické pro tuto třídu látek. Existují příklady několika rovnic, které se účastní kyselinu sulfát. Chemické vlastnosti se projevují v jeho interakce s:

• soli;
• oxidy a hydroxidy kovů;
• amfoterní oxidy a hydroxidy;
• kovy stojí v elektrochemické řadě na vodík.

V důsledku těchto interakcí v podstatě ve všech případech, průměrné soli vytvořené z kyseliny (sulfáty), nebo kyselé (hydrogensulfáty).

Zvláštností je také skutečnost, že kov obvyklým způsobem Me + H _{2SO 4} = MeSO ₄ + H ₂ ↑ roztok látky reaguje, tj. Zředěnou kyselinou. Vezmeme-li v koncentrované nebo vysoce nasycený (oleum), reakční produkty jsou zcela odlišné.

Zvláštní vlastnosti kyseliny sírové

Patří mezi ně jen koncentrovaných roztoků interakci s kovy. Proto je schéma, které ukazuje celý princip těchto reakcí:

1. Pokud je aktivní kov, výsledkem je tvorba sirovodíku, soli a vody. To znamená, že síra se redukuje na -2.
2. Pokud je průměrná aktivita kovu, výsledek - síra, soli a vody. To znamená, že obnova síranové ionty k volné síry.
3. Kovy nízká chemická aktivita (po vodíku) - oxid siřičitý, soli a vody. Síra v oxidačním stavu +4.

Také speciální vlastnosti sulfát kyseliny jsou schopnost oxidovat některé nekovy jejich nejvyšším oxidačním stavu a reagují s komplexní sloučeniny a oxidující je na jednoduché látky.

Způsoby výroby průmysl

Síran proces kyselina sírová se skládá ze dvou základních typů:

• pin;
• věží.

Oba jsou nejběžnější způsoby v průmyslu po celém světě. První provedení je založena na použití jako suroviny výpražky nebo pyritu síry - FeS _2. Celkem existují tři fáze:

1. Kalcinace suroviny se vytvoří jako produkt spalování oxidu siřičitého.
2. Absolvování plynu kyslík přes katalyzátor vanadium za vzniku oxidu sírového - _SO3.
3. Absorpční věž se provádí rozpuštěním anhydridu v roztoku kyseliny síranu s tvorbou vysoká koncentrace roztoku - olea. Velmi těžká olejovitá hustá kapalina.

Druhé provedení - je prakticky stejná, ale oxidy dusíku se používá jako katalyzátor. Pokud jde o parametry, jako je kvalita produktu, náklady a spotřeba energie, čistotě surovin, výkonu, první metoda je účinnější a přijatelné, takže se používá častěji.

syntéza laboratorní

Chcete-li získat kyselinu sírovou v malých množstvích pro laboratorní testování, je nejlepší způsob, jak komunikovat se sirovodíkem neaktivní sírany kovů.

V těchto případech se tvorba železnatého sulfidu, a je vytvořen jako vedlejší produkt kyseliny sírové. Pro malé studie, jako volba je vhodná, avšak čistota této kyseliny se nebude lišit.

Také v laboratoři může být kvalitativní reakce na roztok síranu. Nejběžnější činidlo je chlorid barya, protože Ba ²⁺ iontů s aniontem síranu sráží bílá sraženina - baryt mléko: H _{2SO 4} + BaCl ₂ = 2HCl + _BaSO4 ↓

Nejběžnější sůl

Sulfátový kyseliny a sulfáty, které vytváří, jsou důležité sloučeniny v mnoha průmyslových a domácích oblastech, včetně potravin. Soli kyseliny sírové nejčastěji jsou následující:

1. Sádra (Alabaster, seleničitan). Chemický název - vodný hydratovaný síran vápenatý. Vzorec: CaSO _4. Je používán ve stavebnictví, lékařství, průmyslu papíru a celulózy, při výrobě šperků.
2. Baryt (baryt). Síran barnatý. Řešením je mléčná sraženina. V pevné formě - průhledných krystalů. Používá se v optických zařízení, rentgenového záření, pro výrobu izolačního povlaku.
3. Mirabilit (Glauber sůl). Chemický název - krystalický síran sodný dekahydrát. Vzorec: Na _{2SO 4} * 10H _2O se používá v lékařství jako projímadlo.

Jeden může uvést jako příklad mnohých solí, které mají praktický význam. Nicméně výše uvedené - nejčastější.

Kraft louh

Tato látka je řešení, který je tvořen tepelného zpracování dřeva, tj. Celulózy. Hlavním účelem této souvislosti - dostat svůj likér mýdlo usazováním. Chemické složení síranu roztoku je následující:

• lignin;
• hydroxy;
• monosacharidy;
• fenoly;
• pryskyřice;
• a těkavé mastné kyseliny;
• sulfidy, chloridy, uhličitany a sírany sodíku.

Existují dva hlavní typy materiálů: bílá a černá kraft louh. Bílá jde do průmyslu papíru a celulózy a černý používané pro černého louhu mýdla v průmyslu.

hlavní aplikace

Roční výroba kyseliny sírové, je 160 milionů EUR. Tun ročně. To je velmi významné číslo, což ukazuje, že je důležité a prevalenci této sloučeniny. Existuje několik odvětví a míst, kde je nutné použít síranu kyseliny:

1. Baterie se jako elektrolyt, a to zejména ve vedení.
2. V zařízeních, kde hnojivo síran. Převážná část kyseliny je právě výroba minerálních hnojení rostlin. Proto je zařízení na výrobu kyseliny sírové a výrobu hnojiv často vybudovat v blízkosti.
3. V potravinářském průmyslu jako emulgátor, označený E513 kód.
4. Četné organická syntéza jako dehydratačního činidla, katalyzátoru. Takto získané výbušninách, pryskyřice, detergenty, nylon, polypropylen a ethylen, barviva, chemických vláken, estery a jiné sloučeniny.
5. Použití u filtrů pro čištění vody a výrobě destilované vody.
6. Používá se při těžbě a zpracování vzácných prvků z rudy.

Také mnoho kyseliny sírové se vynakládá na laboratorních testů, kde se vyrábí místní prostředky.