Добування

Із SО₂ (випалювання піриту) у контактному апараті, каталізатор V₂О₅ .

2SО₂ + О₂ 2SО₃ + Q

Застосування

- виробництво сульфатної кислоти;

- в лабораторії використовується як водовбирний засіб.

Сульфатна кислота

Фізичні властивості

- Безводна, 100 % -ва важка, безбарвна, оліїста речовина.

- Густина 98%-вої кислоти 1,84г/см³.

- Сильна кислота, нелетка, запаху не має.

- Водовідбираючий засіб, надзвичайно гігроскопічна.

- Їдка речовина, при розчиненні виділяється велика кількість теплоти.

Хімічні властивості

1. Дисоціація кислоти.

I ступінь Н₂SО₄ ↔Н ⁺ +НSО₄^- - гідрогенсульфат- іон.

II ступінь НSО₄^- ↔ Н ⁺ + SО₄^2- - сульфат-іон.

гідрогенсульфати ← Солі → сульфати

NaHSO₄ Na₂SO₄

Ca(HSO₄)₂ CaSO₄

2. Взаємодія з основами.

2KOH + Н₂SО₄ = К₂SО₄ + 2Н₂О - калій сульфат;

КОН + Н₂SО₄ = КНSО₄ + Н₂О - калій гідрогенсульфат.

Отже, гідрогенсульфати утворюються тоді, коли кислота у надлишку.

3. Взаємодія з оксидами металів.

СаО + Н₂SО₄ = СаSО₄ + Н₂О;

А1₂О₃ + ЗН₂SО₄ = А1₂(SО₄)₃ + ЗН₂О

4. Взаємодія з солями.

Вступає в реакцію обміну з солями, утвореними слабкішими або леткими кислотами.

К₂СО₃ + Н₂SО₄ = К₂SО₄ + СО₂↑ +Н₂О;

2КNО₃ + Н₂SО₄ = К₂SО₄ + 2HNО₃↑;

ВаС1₂ + Н₂SО₄ = ВаSО₄ ↓ + 2НСI↑

Якісна реакція на кислоту та її солі. Реактивом на сульфат-іон є іони барію Ва²⁺.

Ва²⁺ + SО₄^2- = ВаSО₄ - білий осад.

5. Взаємодія з металами.

а) Розбавлена сульфатна кислота (з активними металами, що в ряду напруг перед

воднем).

Zn + Н₂SО₄ = ZnSО₄ + Н₂↑ ;

Fe + Н₂SО₄ = FeSО₄ + Н₂↑ .

б) Концентрована сульфатна кислота - сильний окисник. Взаємодіє з металами, що в ряду напруг після Н₂.

_{O +6 +2 +4}

Cu + 2H₂SO₄ = CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O

Cu^O – 2eCu²⁺ 2 1

^{відновник}

S⁺⁶ + 2e S⁺⁴ 2 1

^{окисник}

3 активними металами - продукт реакції залежить від концентрації сірчаної кислоти.

Zn + Н₂SО₄ → SО₂, S, Н₂S.

Ре,А1,Сг з концентрованою Н₂SО₄ пасивуються на холоді. При нагріванні не реагують Аu і Рt

Застосування сульфатної кислоти

- Виробництво мінеральних добрив, волокон, пластмас, барвників, вибухових речовин.

- У металургії при добуванні міді, нікелю та інших металів.

- Як осушувач газів.

Застосування сульфатів

- СuSО₄∙ 5Н₂О - мідний купорос, використовується в сільському господарстві, у виробництві фарб.

- FeSO₄ ∙7Н₂О - залізний купорос, використовується в сільському господарстві для боротьби із шкідниками, як антисептичний засіб.

- СаSО₄ ∙ 2Н₂О - гіпс, у будівництві, медицині.

- Na₂SО₄ ∙ 10Н₂О - глауберова сіль, в медицині як проносний засіб.

- Nа₂SО₄ - сульфат натрію, у виробництві скла.

- К₂SО₄ - сульфат калію, як добриво.

- (NН₄)₂SО₄ - сульфат амонію, як добриво.

- ВаSО₄ - сульфат барію, у виробництві паперу, гуми, у медицині.

Виробництво сульфатів Контактний спосіб

Сировиною для виробництва сульфатної кислоти в промисловості є пірит FeS₂

(залізний колчедан).

1-а стадія процесу - добування діоксиду сульфуру випалюванням колчедану.

4FeS₂ + 11О₂ = 2Fe₂О₃ + 8SО₂↑ ΔH = -13746 кДж

SО₂ очищують, висушують і подають на другу стадію.

2-а стадія - окислення діоксиду сульфуру, добування триоксиду.

2SO₂ + O₂ 2SO₃ ΔH = -197,9 кДж V₂O₅ - каталізатор t^o= 450 ⁰С

3-я стадія - поглинання триоксиду сульфуру , утворення сульфатної кислоти Н₂SО₄ SО₃ + Н₂О = Н₂SО₄ ΔH = -130, 6 кДж

Кінцевий продукт виробництва - олеум (розчин SО₃ у моногідраті - 100%-ва сульфатна кислота).