กรดซัลฟิวริกเป็นกรดที่แรงที่สุดชนิดหนึ่งซึ่งเป็นของเหลวที่มีน้ำมัน คุณสมบัติทางเคมีของกรดซัลฟิวริกทำให้สามารถนำไปใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม

คำอธิบายทั่วไป

กรดซัลฟูริก (H 2 SO 4) ได้ คุณสมบัติลักษณะกรดและเป็นสารออกซิไดซ์ที่แรง นี่คือความกระตือรือร้นที่สุด กรดอนินทรีย์โดยมีจุดหลอมเหลว 10°C กรดเดือดที่ 296°C ปล่อยน้ำและซัลเฟอร์ออกไซด์ SO 3 สามารถดูดซับไอน้ำได้จึงใช้เพื่อทำให้ก๊าซแห้ง

ข้าว. 1. กรดซัลฟิวริก

กรดซัลฟูริกผลิตจากอุตสาหกรรมจากซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO 2) ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อซัลเฟอร์หรือซัลเฟอร์ไพไรต์เผาไหม้ มีสองวิธีหลักในการสร้างกรด:

• ติดต่อ (ความเข้มข้น 94%) - ออกซิเดชันของซัลเฟอร์ไดออกไซด์เป็นซัลเฟอร์ไตรออกไซด์ (SO 3) ตามด้วยการไฮโดรไลซิส:

  2SO 2 + O 2 → 2SO3; ดังนั้น 3 + H 2 O → H 2 SO 4;

• ไนตรัส (ความเข้มข้น 75%) - ออกซิเดชันของซัลเฟอร์ไดออกไซด์โดยไนโตรเจนไดออกไซด์ระหว่างปฏิกิริยาของน้ำ:

  SO 2 + NO 2 + H 2 O → H 2 SO 4 + NO

สารละลาย SO 3 ในกรดซัลฟิวริกเรียกว่าโอเลียม นอกจากนี้ยังใช้ในการผลิตกรดซัลฟิวริก

ข้าว. 2. กระบวนการผลิตกรดซัลฟิวริก

การทำปฏิกิริยากับน้ำจะปล่อยความร้อนออกมาเป็นจำนวนมาก ดังนั้นจึงเติมกรดลงในน้ำและไม่กลับกัน น้ำเบากว่ากรดและยังคงอยู่บนพื้นผิว ถ้าคุณเติมน้ำลงในกรด น้ำจะเดือดทันที ส่งผลให้กรดกระเซ็น

คุณสมบัติ

กรดซัลฟิวริกก่อให้เกิดเกลือสองประเภท:

• เปรี้ยว - ไฮโดรซัลเฟต (NaHSO 4, KHSO 4)
• เฉลี่ย - ซัลเฟต (BaSO 4, CaSO 4)

คุณสมบัติทางเคมีของกรดซัลฟิวริกเข้มข้นแสดงอยู่ในตาราง

ปฏิกิริยา	สิ่งที่ก่อตัวขึ้น	ตัวอย่าง
ด้วยโลหะ	ซัลเฟอร์ออกไซด์; ไฮโดรเจนซัลไฟด์	เมื่อใช้งานอยู่: 2H 2 SO 4 + Mg → MgSO 4 + SO 2 + 2H 2 O สำหรับโลหะที่มีฤทธิ์ปานกลาง: 4H 2 SO 4 + 2Cr → Cr 2 (SO 4) 3 + 4H 2 O + S; ด้วยกิจกรรมต่ำ: 2H 2 SO 4 + Cu → CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O
ด้วยสิ่งที่ไม่ใช่โลหะ	กรด; ซัลเฟอร์ออกไซด์	2P + 5H 2 SO 4 → 2H 3 PO 4 + 5SO 2 + 2H 2 O
ด้วยออกไซด์	ซัลเฟอร์ออกไซด์	โลหะ: H 2 SO 4 + CuO → CuSO 4 + H 2 O; อโลหะ: H 2 SO 4 + CO → CO 2 + SO 2 + H 2 O
พร้อมเหตุผล		H 2 SO 4 + 2NaOH → นา 2 SO 4 + 2H 2 O
	คาร์บอนไดออกไซด์; กรด	นา 2 CO 3 + H 2 SO 4 → นา 2 SO 4 + CO 2 + H 2 O ปฏิกิริยาเชิงคุณภาพ: H 2 SO 4 + BaCl 2 → BaSO 4 (ตะกอนสีขาว) + 2HCl
ออกซิเดชันของสารเชิงซ้อน	ฮาโลเจนฟรี ซัลเฟอร์ออกไซด์;	H 2 SO 4 + 2HBr → Br 2 + SO 2 + 2H 2 O; H 2 SO 4 + 2HI → I 2 + 2H 2 O + SO 2
การเผาน้ำตาล (เซลลูโลส แป้ง กลูโคส)	ซัลเฟอร์ออกไซด์; คาร์บอนไดออกไซด์;	ค 6 ชม. 12 โอ 6 + 12H 2 SO 4 → 18H 2 O + 12SO 2 + 6CO 2

ข้าว. 3. ปฏิกิริยากับน้ำตาล

กรดเจือจางจะไม่ออกซิไดซ์โลหะที่มีปฏิกิริยาต่ำซึ่งปรากฏในอนุกรมเคมีไฟฟ้าหลังไฮโดรเจน เมื่อทำปฏิกิริยากับโลหะที่ใช้งานอยู่ (ลิเธียม โพแทสเซียม โซเดียม แมกนีเซียม) ไฮโดรเจนจะถูกปล่อยออกมาและเกิดเกลือขึ้น กรดเข้มข้นการแสดง คุณสมบัติออกซิไดซ์กับโลหะหนัก ด่าง และอัลคาไลน์เอิร์ธเมื่อถูกความร้อน ไม่มีปฏิกิริยากับทองคำและแพลทินัม

กรดซัลฟูริก (เจือจางและเข้มข้น) ในความเย็นจะไม่ทำปฏิกิริยากับเหล็ก โครเมียม อลูมิเนียม ไทเทเนียม และนิกเกิล เนื่องจากการทู่ของโลหะ (การก่อตัวของฟิล์มป้องกันออกไซด์) ทำให้สามารถขนส่งกรดซัลฟิวริกในถังโลหะได้ เหล็กออกไซด์จะแตกตัวเมื่อถูกความร้อน

เราได้เรียนรู้อะไรบ้าง?

จากบทเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 9 เราได้เรียนรู้เกี่ยวกับคุณสมบัติของกรดซัลฟิวริก เป็นสารออกซิไดซ์อันทรงพลังที่ทำปฏิกิริยากับโลหะ อโลหะ สารประกอบอินทรีย์,เกลือ,เบส,ออกไซด์ เมื่อทำปฏิกิริยากับน้ำจะปล่อยความร้อนออกมา กรดซัลฟูริกได้มาจากซัลเฟอร์ออกไซด์ กรดเข้มข้นจะไม่ทำปฏิกิริยากับโลหะบางชนิดโดยไม่ให้ความร้อน ซึ่งช่วยให้สามารถขนส่งกรดในภาชนะโลหะได้

ทดสอบในหัวข้อ

การประเมินผลการรายงาน

คะแนนเฉลี่ย: 4.1. คะแนนรวมที่ได้รับ: 150

คำนิยาม

ไม่มีน้ำ กรดซัลฟิวริก เป็นของเหลวหนืดหนักที่สามารถผสมกับน้ำได้ง่ายในทุกสัดส่วน: ปฏิกิริยาดังกล่าวมีลักษณะพิเศษคือเกิดปฏิกิริยาคายความร้อนขนาดใหญ่มาก (~880 กิโลจูล/โมลที่การเจือจางไม่จำกัด) และอาจนำไปสู่การเดือดและกระเด็นของส่วนผสมหากน้ำถูก เพิ่มลงในกรด ด้วยเหตุนี้จึงเป็นเรื่องสำคัญมากที่จะต้องกลับลำดับในการเตรียมสารละลายและเติมกรดลงในน้ำอย่างช้าๆ และคนตลอดเวลา

คุณสมบัติทางกายภาพบางประการของกรดซัลฟิวริกแสดงไว้ในตาราง

แอนไฮดรัส H 2 SO 4 เป็นสารประกอบที่น่าทึ่งโดยมีค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสูงผิดปกติและมีค่าการนำไฟฟ้าสูงมาก ซึ่งเกิดจากการแยกตัวของไอออนิกอัตโนมัติ (การแยกโปรตีนอัตโนมัติ) ของสารประกอบ เช่นเดียวกับกลไกการนำรีเลย์ที่มีการถ่ายโอนโปรตอน ซึ่งรับประกันการเกิดของ กระแสไฟฟ้าผ่านของเหลวหนืดด้วย จำนวนมากพันธะไฮโดรเจน

ตารางที่ 1. คุณสมบัติทางกายภาพกรดซัลฟิวริก

การเตรียมกรดซัลฟิวริก

กรดซัลฟูริกเป็นสารเคมีทางอุตสาหกรรมที่สำคัญที่สุดและเป็นกรดที่ถูกที่สุดที่ผลิตในปริมาณมากทั่วโลก

กรดซัลฟิวริกเข้มข้น (“น้ำมันของกรดกำมะถัน”) ได้มาจากการให้ความร้อน “กรดกำมะถันสีเขียว” FeSO 4 × nH 2 O และถูกใช้ในปริมาณมากเพื่อผลิต Na 2 SO 4 และ NaCl

ใน กระบวนการที่ทันสมัยในการผลิตกรดซัลฟิวริก จะใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ประกอบด้วยวานาเดียม (V) ออกไซด์ พร้อมด้วยโพแทสเซียมซัลเฟตบนตัวพาของซิลิคอนไดออกไซด์หรือคีเซลกูห์ร ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ SO2 ผลิตขึ้นโดยการเผากำมะถันบริสุทธิ์หรือโดยการย่างแร่ซัลไฟด์ (ส่วนใหญ่เป็นแร่ไพไรต์หรือแร่ Cu, Ni และ Zn) ในกระบวนการสกัดโลหะเหล่านี้ จากนั้น SO2 จะถูกออกซิไดซ์เป็นไตรออกไซด์ จากนั้นจะได้กรดซัลฟิวริกจากการละลายในนั้น น้ำ:

S + O 2 → SO 2 (ΔH 0 - 297 กิโลจูล/โมล);

SO 2 + ½ O 2 → SO 3 (ΔH 0 - 9.8 กิโลจูล/โมล);

SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4 (ΔH 0 - 130 กิโลจูล/โมล)

คุณสมบัติทางเคมีของกรดซัลฟิวริก

กรดซัลฟูริกเป็นกรดไดบาซิกชนิดเข้มข้น ในขั้นตอนแรก ในสารละลายที่มีความเข้มข้นต่ำ จะแยกตัวออกเกือบทั้งหมด:

เอช 2 SO 4 ↔H + + HSO 4 - .

การแยกตัวออกจากกันระยะที่สอง

HSO 4 — ↔H + + SO 4 2-

เกิดขึ้นได้ในระดับน้อย ค่าคงที่การแยกตัวของกรดซัลฟิวริกในระยะที่สอง แสดงในรูปของกิจกรรมของไอออน K 2 = 10 -2

ในฐานะที่เป็นกรด dibasic กรดซัลฟิวริกจะเกิดเกลือสองชุด: ปานกลางและเป็นกรด เกลือเฉลี่ยของกรดซัลฟิวริกเรียกว่าซัลเฟต และเกลือของกรดเรียกว่าไฮโดรซัลเฟต

กรดซัลฟูริกดูดซับไอน้ำอย่างตะกละตะกลามและมักใช้เพื่อทำให้ก๊าซแห้ง ความสามารถในการดูดซับน้ำยังอธิบายถึงเสน่ห์ของหลายๆ คนด้วย สารอินทรีย์โดยเฉพาะอย่างยิ่งพวกที่อยู่ในกลุ่มคาร์โบไฮเดรต (ไฟเบอร์ น้ำตาล ฯลฯ) เมื่อสัมผัสกับกรดซัลฟิวริกเข้มข้น กรดซัลฟิวริกจะกำจัดไฮโดรเจนและออกซิเจนออกจากคาร์โบไฮเดรตซึ่งก่อตัวเป็นน้ำ และคาร์บอนจะถูกปล่อยออกมาในรูปของถ่านหิน

กรดซัลฟิวริกเข้มข้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งร้อนเป็นสารออกซิไดซ์ที่รุนแรง มันจะออกซิไดซ์ HI และ HBr (แต่ไม่ใช่ HCl) เพื่อสร้างฮาโลเจนอิสระ ถ่านหินเป็น CO 2 และกำมะถันเป็น SO 2 ปฏิกิริยาเหล่านี้แสดงโดยสมการ:

8HI + H 2 SO 4 = 4I 2 + H 2 S + 4H 2 O;

2HBr + H 2 SO 4 = Br 2 + SO 2 + 2H 2 O;

C + 2H 2 SO 4 = CO 2 + 2SO 2 + 2H 2 O;

S + 2H 2 SO 4 = 3SO 2 + 2H 2 O.

ปฏิกิริยาของกรดซัลฟิวริกกับโลหะเกิดขึ้นแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับความเข้มข้น กรดซัลฟิวริกเจือจางจะออกซิไดซ์กับไฮโดรเจนไอออน ดังนั้นจึงทำปฏิกิริยากับโลหะที่อยู่ในอนุกรมแรงดันไฟฟ้าจนถึงไฮโดรเจนเท่านั้น เช่น:

สังกะสี + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + H 2

อย่างไรก็ตาม ตะกั่วจะไม่ละลายในกรดเจือจาง เนื่องจากเกลือ PbSO 4 ที่ได้จะไม่ละลาย

กรดซัลฟิวริกเข้มข้นเป็นตัวออกซิไดซ์เนื่องจากซัลเฟอร์ (VI) มันจะออกซิไดซ์โลหะในช่วงแรงดันไฟฟ้าจนถึงและรวมถึงเงินด้วย ผลิตภัณฑ์จากการรีดิวซ์อาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับกิจกรรมของโลหะและสภาวะ (ความเข้มข้นของกรด อุณหภูมิ) เมื่อทำปฏิกิริยากับโลหะที่มีฤทธิ์ต่ำ เช่น ทองแดง กรดจะลดลงเหลือ SO 2:

Cu + 2H 2 SO 4 = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

เมื่อทำปฏิกิริยากับโลหะที่มีฤทธิ์มากขึ้น ผลิตภัณฑ์รีดิวซ์อาจเป็นได้ทั้งไดออกไซด์ ซัลเฟอร์อิสระ และไฮโดรเจนซัลไฟด์ ตัวอย่างเช่น เมื่อทำปฏิกิริยากับสังกะสี ปฏิกิริยาต่อไปนี้อาจเกิดขึ้นได้:

สังกะสี + 2H 2 SO 4 = ZnSO 4 + SO 2 + 2H 2 O;

3Zn + 4H 2 SO 4 = 3ZnSO 4 + S↓ + 4H 2 O;

4Zn + 5H 2 SO 4 = 4ZnSO 4 + H 2 S + 4H 2 O

การใช้กรดซัลฟิวริก

การใช้กรดซัลฟิวริกแตกต่างกันไปในแต่ละประเทศและจากทศวรรษสู่ทศวรรษ ตัวอย่างเช่นในสหรัฐอเมริกา พื้นที่หลักของการบริโภค H 2 SO 4 ปัจจุบันคือการผลิตปุ๋ย (70%) รองลงมาคือการผลิตสารเคมี โลหะวิทยา และการกลั่นน้ำมัน (~5% ในแต่ละพื้นที่) ในสหราชอาณาจักร การกระจายการบริโภคตามอุตสาหกรรมแตกต่างกัน มีเพียง 30% ของ H2SO4 ที่ผลิตเท่านั้นที่ใช้ในการผลิตปุ๋ย แต่ 18% นำไปใช้ในการผลิตสี เม็ดสี และผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปที่ผลิตสีย้อม 16% ในการผลิตสารเคมี 12 % ของการผลิตสบู่และผงซักฟอก 10 % สำหรับการผลิตเส้นใยธรรมชาติและเส้นใยประดิษฐ์ และ 2.5% ใช้ในโลหะวิทยา

ตัวอย่างการแก้ปัญหา

ตัวอย่างที่ 1

ออกกำลังกาย	กำหนดมวลของกรดซัลฟิวริกที่สามารถหาได้จากไพไรต์หนึ่งตัน หากผลผลิตของซัลเฟอร์ (IV) ออกไซด์ในปฏิกิริยาการคั่วคือ 90% และซัลเฟอร์ (VI) ออกไซด์ในตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันของซัลเฟอร์ (IV) คือ 95% ของทางทฤษฎี
สารละลาย	ให้เราเขียนสมการสำหรับปฏิกิริยาการยิงไพไรต์: 4เฟส 2 + 11O 2 = 2เฟ 2 โอ 3 + 8SO 2 ลองคำนวณปริมาณของสารไพไรต์: n(FeS 2) = ม.(FeS 2) / M(FeS 2); M(FeS 2) = Ar(Fe) + 2×Ar(S) = 56 + 2×32 = 120 กรัม/โมล; n(FeS 2) = 1,000 กก. / 120 = 8.33 กม. เนื่องจากในสมการปฏิกิริยา ค่าสัมประสิทธิ์ของซัลเฟอร์ไดออกไซด์มีค่าเป็นสองเท่าของค่าสัมประสิทธิ์ของ FeS 2 ดังนั้นปริมาณซัลเฟอร์ออกไซด์ (IV) ที่เป็นไปได้ในทางทฤษฎีจึงเท่ากับ: n(SO 2) ทฤษฎี = 2 ×n(FeS 2) = 2 ×8.33 = 16.66 kmol และปริมาณซัลเฟอร์ออกไซด์ (IV) ที่ได้รับจริงคือ: n(SO 2) ฝึก = η × n(SO 2) ทฤษฎี = 0.9 × 16.66 = 15 kmol ให้เราเขียนสมการปฏิกิริยาสำหรับการเกิดออกซิเดชันของซัลเฟอร์ออกไซด์ (IV) ถึงซัลเฟอร์ออกไซด์ (VI): 2SO 2 + O 2 = 2SO 3 ปริมาณซัลเฟอร์ออกไซด์ (VI) ที่เป็นไปได้ในทางทฤษฎีเท่ากับ: n(SO 3) ทฤษฎี = n(SO 2) ฝึก = 15 kmol และปริมาณซัลเฟอร์ออกไซด์ (VI) ที่ได้รับจริงคือ: n(SO 3) ฝึก = η × n(SO 3) ทฤษฎี = 0.5 × 15 = 14.25 kmol ให้เราเขียนสมการปฏิกิริยาสำหรับการผลิตกรดซัลฟิวริก: ดังนั้น 3 + H 2 O = H 2 ดังนั้น 4 มาหาปริมาณของกรดซัลฟิวริก: n(H 2 SO 4) = n(SO 3) ฝึก = 14.25 kmol ผลผลิตของปฏิกิริยาคือ 100% มวลของกรดซัลฟิวริกเท่ากับ: ม.(H 2 SO 4) = n(H 2 SO 4) × M(H 2 SO 4); M(H 2 SO 4) = 2×Ar(H) + Ar(S) + 4×Ar(O) = 2×1 + 32 + 4×16 = 98 กรัม/โมล; ม.(H 2 SO 4) = 14.25 × 98 = 1397 กก.
คำตอบ	มวลของกรดซัลฟิวริกคือ 1,397 กิโลกรัม

การแนะนำ

กรดซัลฟูริกเป็นผลิตภัณฑ์ที่สำคัญที่สุดของอุตสาหกรรมเคมี ในบรรดากรดแร่ที่ผลิตได้ อุตสาหกรรมเคมีกรดซัลฟิวริกมีอันดับหนึ่งในด้านการผลิตและการบริโภค สาเหตุนี้อธิบายได้สองประการ: ต้นทุนต่ำเมื่อเทียบกับกรดอื่นๆ และคุณสมบัติของกรด กรดซัลฟิวริกใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ เศรษฐกิจของประเทศเนื่องจากมีชุดคุณสมบัติพิเศษที่เอื้อต่อการใช้เทคโนโลยี กรดซัลฟูริกไม่สูบบุหรี่ ในรูปแบบเข้มข้นไม่กัดกร่อนโลหะเหล็ก สามารถสร้างเกลือเสถียรได้จำนวนมาก และเป็นวัตถุดิบราคาถูกสำหรับอุตสาหกรรมต่างๆ ผู้บริโภคกรดซัลฟิวริกรายใหญ่ที่สุดในปัจจุบันคืออุตสาหกรรมปุ๋ยฟอสฟอรัสและแร่ธาตุไนโตรเจน เช่น แอมโมเนียมซัลเฟต แอมโมฟอส ซูเปอร์ฟอสเฟต เป็นต้น ซูเปอร์ฟอสเฟตอย่างง่ายได้มาโดยการบำบัดอะพาไทต์และฟอสฟอไรต์ด้วยกรดซัลฟิวริก การใช้ปุ๋ยแร่ช่วยเพิ่มผลผลิตของพืชผลทางการเกษตรและปริมาณสารที่มีประโยชน์ในพืชเหล่านั้น นอกจากนี้กรดซัลฟิวริกยังใช้สำหรับการผลิตกรดบางชนิด (ฟอสฟอริก, ไฮโดรคลอริก, อะซิติก), ซัลเฟต, เส้นใยประดิษฐ์, เคลือบเงา, สี, พลาสติก, ผงซักฟอก, วัตถุระเบิด, ยายาฆ่าแมลงตลอดจนในการผลิตโลหะที่ไม่ใช่เหล็กและโลหะหายาก แอลกอฮอล์ อีเทอร์ ใช้สำหรับการทำให้ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมบริสุทธิ์เป็นอิเล็กโทรไลต์ แบตเตอรี่กรดในวิศวกรรมเครื่องกล - สำหรับการเตรียมพื้นผิวโลหะเมื่อใช้การเคลือบกัลวานิก ในอุตสาหกรรมงานโลหะ กรดซัลฟิวริกและเกลือของกรดซัลฟิวริกถูกนำมาใช้ในการดองผลิตภัณฑ์เหล็ก ก่อนที่จะค้นหาการใช้สาร จะต้องศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพและทางกายภาพของสารอย่างละเอียดก่อน คุณสมบัติทางเคมี- หลังจากนั้นขอบเขตการใช้สารก็ชัดเจนขึ้น

ส่วนเทคโนโลยี

กรดซัลฟิวริก: คุณสมบัติทางกายภาพและเคมี, การใช้งาน

คุณสมบัติทางกายภาพ

กรดซัลฟิวริก H2SO4 เป็นกรดไดบาซิกเข้มข้นซึ่งสอดคล้องกับสถานะออกซิเดชันสูงสุดของซัลเฟอร์ (+6) ภายใต้สภาวะปกติ กรดซัลฟิวริกเข้มข้นจะเป็นของเหลวที่มีความมันหนัก ไม่มีสี และไม่มีกลิ่น ในเทคโนโลยี กรดซัลฟูริกเป็นส่วนผสมของทั้งน้ำและซัลฟิวริกแอนไฮไดรด์ SO3 หากอัตราส่วนโมลของ SO3: H2O เท่ากับ 1 - สารละลายของ SO3 ในกรดซัลฟิวริก (โอเลี่ยม) โดยทั่วไปกรดซัลฟิวริกที่เกิดปฏิกิริยาจะมีความหนาแน่น 1.84 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร และประกอบด้วยประมาณ

95% H2SO4 แข็งตัวได้ต่ำกว่า -20 °C เท่านั้น จุดหลอมเหลวของโมโนไฮเดรตคือ 10.37 °C โดยมีความร้อนฟิวชัน 10.5 kJ/mol ภายใต้สภาวะปกติ มันเป็นของเหลวที่มีความหนืดสูงโดยมีค่าคงที่ไดอิเล็กทริกสูงมาก (e = 100 ที่ 25 °C) เอนทาลปีมาตรฐานของการก่อตัว DH = 298 กิโลจูล/โมล พลังงานการก่อตัวมาตรฐานกิ๊บส์ DG=298 กิโลจูล/โมล เอนโทรปีมาตรฐานของการก่อตัวคือ S=298 J/mol·K ความจุความร้อนโมลมาตรฐาน Cp = 298 J/mol·K

คุณสมบัติทางเคมี

กรดซัลฟูริกเป็นกรด dibasic ที่แข็งแกร่ง การแยกตัวออกจะเกิดขึ้นในสองขั้นตอน:

H2SO4 = H+ + HSO4- - ระยะแรก

HSO4 =H+ + SO42- - ด่านที่สอง

ในสารละลายเข้มข้น การแยกตัวของกรดซัลฟิวริกในระยะที่สองไม่มีนัยสำคัญ

กรดซัลฟูริกเป็นสารกำจัดน้ำ (ขจัดน้ำ) ที่รุนแรงที่สุด ดูดซับความชื้นจากอากาศ (ดูดความชื้น) และขจัดน้ำออกจากผลึกไฮเดรต:

ความเข้มข้นของ H2SO4 +CuSO4*5H2O สีน้ำเงิน = CuSO4 สีขาว + 5H2O;

คาร์โบไฮเดรต:

(ถ่านไม้และกระดาษ):

H2SO4conc.+ C12H22O= 12C + 11H2O ;

H2SO4 เข้มข้น+ C2H5OH = CH2=CH2 + H2O

กรดซัลฟิวริกแสดงคุณสมบัติทั้งหมดของกรดแก่:

ก) ทำปฏิกิริยากับออกไซด์พื้นฐาน เช่น:

CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O

b) พร้อมเหตุผล เช่น:

2NaOH + H2SO4= Na2SO4 + 2H2O

c) แทนที่กรดอื่น ๆ ออกจากเกลือ ตัวอย่างเช่น กรดที่อ่อนกว่ากรดนั้น

CaCO3 + H2SO4 = CaSO4 + CO2 + H2O

หรือมีความผันผวนมากกว่า (มีจุดเดือดต่ำกว่ากรดซัลฟิวริก):

NaNO3sol + H2SO4 conc= NaH SO4 + HNO3- เมื่อถูกความร้อน

ในปฏิกิริยารีดอกซ์ กรดซัลฟิวริกเจือจางจะแสดงคุณสมบัติของกรดธรรมดา (สารที่ไม่ออกซิไดซ์) - ในกรณีนี้ H+ ไอออนจะลดลง เช่น Fe + H2SO4 เจือจาง = Fe SO4 + H2 เจือจาง H2SO4 จะไม่ทำปฏิกิริยากับโลหะที่อยู่ในอนุกรมแรงดันไฟฟ้าทางด้านขวาของไฮโดรเจน กรดซัลฟิวริกเข้มข้นเป็นกรดออกซิไดซ์ซึ่งช่วยลดกำมะถัน (+6) มันจะออกซิไดซ์โลหะที่อยู่ในอนุกรมแรงดันไฟฟ้าทางด้านขวาของไฮโดรเจน: Cu + 2 H2SO4conc = Cu SO4 + SO2 + 2H2O และโลหะที่อยู่ทางด้านซ้ายของไฮโดรเจน ในขณะที่กำมะถันจะลดลงสู่สถานะออกซิเดชัน +4, 0 และ -2:

สังกะสี + 2 H2SO4 = สังกะสี SO4+ SO2 + 2H2O (1.12) 3Zn + 4 H2SO4 = 3Zn SO4 + S + 4H2O

4Zn + 5 H2SO4 = 4Zn SO4 + H2S + 4H2O

เหล็ก, อลูมิเนียม, โครเมียมถูกทำให้ขุ่น (ไม่ทำปฏิกิริยา) กับกรดซัลฟิวริกเข้มข้น แต่เมื่อได้รับความร้อนสูงปฏิกิริยาก็เริ่มขึ้นเช่น:

2เฟ + 6 H2SO4 = เฟ2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O.

กรดซัลฟิวริกเข้มข้นจะออกซิไดซ์อโลหะ เช่น:

C + 2 H2SO4 = CO2 + 2SO2 + 2H2O (1.16) ส +2 H2SO4 = 3SO2 + 2H2O

กรดซัลฟิวริกเข้มข้นยังออกซิไดซ์ด้วย สารที่ซับซ้อนเช่น HI และ HBr:

2HBr + H2SO4 = Br2 + SO2 + 2H2O

8HI + H2SO4 = 4I2 + H2S + 4H2O ;

เกลือเหล็ก:

2เฟ SO4 + 2 H2SO4 = เฟ2(SO4)3 + 2H2O + SO2

กรดซัลฟิวริกผลิตได้หลายเกรด ต่างกันที่ความเข้มข้นและปริมาณของสิ่งเจือปน สำหรับการผลิตยา โดยเฉพาะรีเอเจนต์บริสุทธิ์ และสำหรับการเติมแบตเตอรี่ จำเป็นต้องใช้กรดบริสุทธิ์ เมื่อทำการกัดโลหะ ในการผลิตซูเปอร์ฟอสเฟต คุณสามารถใช้กรดที่มีสารปนเปื้อนอยู่บ้าง มันเป็นประโยชน์ทางเศรษฐกิจ กรดนี้มีราคาถูกกว่า อุตสาหกรรมกรดซัลฟิวริกผลิตสิ่งที่เรียกว่าโอเลี่ยมซึ่งใช้ในการผลิตสารอินทรีย์และวัตถุระเบิด Oleum เป็นสารละลายของซัลฟิวริกแอนไฮไดรด์ในกรดซัลฟิวริก เกรดโอเลียมจะมีความเข้มข้นของซัลฟิวริกแอนไฮไดรด์ในกรดซัลฟิวริกต่างกัน เพื่อวัตถุประสงค์พิเศษบางประการ oleum ผลิตขึ้นโดยมีซัลฟิวริกแอนไฮไดรด์มากถึง 60% ดังนั้นกรดซัลฟิวริกทางเทคนิคและโอเลี่ยมทางเทคนิค (GOST 2184-77) จึงถูกนำมาใช้ในการผลิตเกลือกรดผลิตภัณฑ์อินทรีย์ทุกชนิดสีย้อมวัตถุระเบิดปุ๋ยแร่ในฐานะตัวแทนกำจัดน้ำและทำให้แห้งในกระบวนการ ของการวางตัวเป็นกลาง การแกะสลัก และอื่นๆ อีกมากมาย ผลิตภัณฑ์เหล่านี้ไม่ติดไฟและเป็นสารพิษประเภท 2

กรดซัลฟูริกพบการใช้งานได้กว้างที่สุด ผู้บริโภคกรดซัลฟิวริกรายใหญ่ที่สุดคือการผลิตปุ๋ยแร่ สำหรับปุ๋ยฟอสฟอรัส P2O5 1 ตันจะใช้กรดซัลฟิวริก 2.2-3.4 ตันและสำหรับ (NH4)2SO4 1 ตัน - กรดซัลฟิวริก 0.75 ตัน จึงมักสร้างโรงงานกรดซัลฟูริกร่วมกับโรงงานเพื่อผลิตปุ๋ยแร่ กรดซัลฟิวริกยังใช้ในการผลิตไฮโดรคลอริก ไนตริก ฟอสฟอริก ไฮโดรฟลูออริก และกรดอินทรีย์หลายชนิดโดยการแลกเปลี่ยน สารประกอบซัลโฟอินทรีย์สำหรับการทำให้ก๊าซต่างๆ บริสุทธิ์ เป็นส่วนหนึ่งของส่วนผสมไนเตรต ใช้ในการผลิตสีย้อม สำหรับชาร์จแบตเตอรี่ ในทางโลหะวิทยา กรดซัลฟูริกใช้ในการตรวจจับรอยแตกขนาดเล็กในผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป ส่วนในโรงงานแปรรูปโลหะ กรดซัลฟูริกใช้ในการชุบสังกะสี ดังที่ทราบกันดีว่าก่อนที่จะใช้นิกเกิล โครเมียม หรือทองแดงกับผลิตภัณฑ์โลหะโดยใช้วิธีไฟฟ้า จะต้องทำความสะอาด เช็ด ล้างไขมันให้สะอาดหมดจด และท้ายที่สุด เก็บไว้ในอ่างด้วยสารละลายกรดซัลฟิวริกเป็นเวลาสั้น ๆ ในเวลาเดียวกัน มันจะละลายชั้นโลหะที่บางที่สุดและกำจัดสิ่งปนเปื้อนออกไปด้วย ในเวลาเดียวกันพื้นผิวของโลหะจะหยาบขึ้น: มีรอยกดและส่วนที่ยื่นออกมาด้วยกล้องจุลทรรศน์ปรากฏขึ้น การเคลือบด้วยไฟฟ้าจะยึดติดกับพื้นผิวได้ดีกว่าและยึดติดกับโลหะได้แน่นยิ่งขึ้น กรดซัลฟิวริกยังจำเป็นสำหรับการแปรรูปแร่และแร่ธาตุต่างๆ เมื่อแปรรูปแร่โลหะหายาก คุ้มค่ามากมีวิธีทำลายกรดให้เป็นกรด โดยปกติแล้วจะใช้กรดซัลฟิวริกที่ไม่ระเหยที่ถูกที่สุดเพื่อจุดประสงค์นี้ แร่ที่ถูกบดจะถูกผสมในสัดส่วนที่กำหนดกับกรดซัลฟิวริกและให้ความร้อน สารละลายและตะกอนที่เกิดขึ้นจะถูกประมวลผลเพิ่มเติม ทางเคมีโดยขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางเคมีของธาตุที่ต้องแยกออกจากสารละลาย กรดซัลฟิวริกจำนวนหลายพันตันถูกนำมาใช้ในการแปรรูปทางเคมีของแร่ธาตุหายาก ปริมาณมากอุตสาหกรรมการกลั่นน้ำมันจำเป็นต้องใช้กรดซัลฟูริกในการกรองน้ำมันและเศษส่วนต่างๆ ของมัน ใน การสังเคราะห์สารอินทรีย์กรดซัลฟิวริกเข้มข้นเป็นส่วนประกอบที่จำเป็นในการผลิตสีย้อมและสารยาหลายชนิด เกลือของกรดซัลฟิวริกมีการใช้กันอย่างแพร่หลาย โซเดียมซัลเฟต (เกลือ Na2SO4 * 10H2O ของ Glauber) ใช้สำหรับการผลิตโซดาและในอุตสาหกรรมแก้ว แคลเซียมซัลเฟตเป็นเรื่องธรรมดาในธรรมชาติในรูปของยิปซั่มไดไฮเดรตผลึกไฮเดรต (CaSO4 * 2H2O) และเกลือแอนไฮไดรต์ปราศจากน้ำ (CaSO4) สารยึดเกาะแอนไฮไดรต์ผลิตโดยการเผาหินยิปซั่มที่อุณหภูมิสูงขึ้น (600-700 °C) ด้วยสารเติมแต่งหลายชนิด ในกรณีนี้จะได้ปูนยิปซั่มสำเร็จรูปและยิปซั่มเผา (ยิปซั่มมาก) วัสดุเหล่านี้จะแข็งตัวช้ากว่ายิปซั่มกึ่งน้ำมากและใช้สำหรับการผลิตปูนและคอนกรีตกำลังต่ำตลอดจนหินอ่อนเทียม พื้นไร้รอยต่อ ฯลฯ แมกนีเซียมซัลเฟตหรือเกลือที่มีรสขม (MgSO4 * 7H2O) คือ ใช้ในทางการแพทย์เป็นยาระบาย เหล็ก (II) ซัลเฟตหรือเฟอร์รัสซัลเฟต (FeSO4*7H2O) ใช้ในการเตรียมเกลือเลือดสีเหลือง (K4) หมึก สำหรับทำน้ำให้บริสุทธิ์และถนอมเนื้อไม้ คอปเปอร์ซัลเฟตหรือคอปเปอร์ซัลเฟต (CuSO4*5H2O) ใช้เพื่อต่อสู้กับเชื้อราและแมลงศัตรูพืชต่างๆ เกษตรกรรม,สำหรับการผลิตสารเคลือบทองแดงและการผลิตสารประกอบทองแดงต่างๆ จากสารละลายที่ประกอบด้วยไตรวาเลนท์โลหะซัลเฟต (Fe3+, Al3+, Cr3+) และโลหะซัลเฟตโมโนวาเลนท์ (K+, NH4+, Rb+), เกลือคู่ประเภท K2 SO4Al2(SO4)32*4H2O หรือ KAl(SO4)3*12H2O ตกผลึก แทนที่จะใช้โพแทสเซียมและอลูมิเนียมสามารถใช้ผสมกันก็ได้ องค์ประกอบที่ระบุไว้- สารประกอบเหล่านี้เรียกว่าสารส้ม สารส้มมีอยู่ในรูปของแข็งเท่านั้น ในสารละลายพวกมันทำหน้าที่เป็นเกลืออิสระสองตัวนั่นคือเป็นส่วนผสมของซัลเฟตโลหะโมโนและไตรวาเลนต์ สารละลายเจือจางของกรดซัลฟิวริกและเกลือของกรดซัลฟิวริกถูกนำมาใช้ในสิ่งทอและในอุตสาหกรรมอื่นๆ อุตสาหกรรมเบา- ใน อุตสาหกรรมอาหารกรดซัลฟิวริกใช้ในการผลิตแป้ง ​​กากน้ำตาล และผลิตภัณฑ์อื่นๆ อีกหลายชนิด ในทางวิศวกรรมไฟฟ้า มันถูกใช้เป็นอิเล็กโทรไลต์ในแบตเตอรี่ กรดซัลฟูริกใช้สำหรับการอบแห้งก๊าซและทำให้กรดเข้มข้น สุดท้ายนี้ กรดซัลฟิวริกถูกใช้เป็นส่วนประกอบของตัวกลางปฏิกิริยาในกระบวนการไนเตรต โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการผลิตวัตถุระเบิด

วิธีการผลิตกรดซัลฟิวริก

ย้อนกลับไปในศตวรรษที่ 13 ได้กรดซัลฟูริกในปริมาณน้อย การสลายตัวด้วยความร้อนเหล็กซัลเฟต FeSO4 ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมกรดกำมะถันชนิดหนึ่งจึงเรียกว่าน้ำมันกรดกำมะถันแม้ว่ากรดกำมะถันจะไม่ได้ผลิตจากกรดกำมะถันมาเป็นเวลานานก็ตาม

ปัจจุบันกรดซัลฟิวริกผลิตได้ 2 วิธี คือ ไนตรัสซึ่งมีมานานกว่า 200 ปี และแบบสัมผัส พัฒนาทางอุตสาหกรรมใน ปลาย XIXและต้นศตวรรษที่ 20

มีสองวิธีหลักในการผลิตกรดซัลฟิวริก ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับวิธีดำเนินการออกซิเดชันของ SO2 ไปเป็น SO3 ในวิธีการสัมผัสเพื่อผลิตกรดซัลฟิวริก ปฏิกิริยาออกซิเดชันของ SO2 ถึง SO3 จะดำเนินการบนตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นของแข็ง ซัลเฟอร์ไตรออกไซด์จะถูกแปลงเป็นกรดซัลฟิวริกในขั้นตอนสุดท้ายของกระบวนการ - การดูดซับซัลเฟอร์ไตรออกไซด์ซึ่งสามารถทำให้ง่ายขึ้นโดยสมการปฏิกิริยา: SO3 + H2O = H2SO4

เมื่อดำเนินการกระบวนการโดยใช้วิธีไนตรัส (ทาวเวอร์) ไนโตรเจนออกไซด์จะถูกใช้เป็นตัวพาออกซิเจน ออกซิเดชันของซัลเฟอร์ไดออกไซด์ในเฟสของเหลวและผลิตภัณฑ์สุดท้ายคือกรดซัลฟิวริก: SO2 + N2O3 + H2O= H2SO4 + 2NO

ปัจจุบันอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ใช้วิธีการสัมผัสในการผลิตกรดซัลฟิวริกซึ่งทำให้สามารถใช้อุปกรณ์ที่มีความเข้มข้นมากขึ้นได้

ลักษณะของวัตถุดิบ

ฐานวัตถุดิบสำหรับการผลิตกรดซัลฟิวริกคือสารประกอบที่ประกอบด้วยซัลเฟอร์ซึ่งสามารถรับซัลเฟอร์ไดออกไซด์ได้ ในอุตสาหกรรม ประมาณ 80% ของกรดซัลฟิวริกได้มาจากกำมะถันธรรมชาติและแร่ไพไรต์ของเหล็ก (ซัลเฟอร์) ก๊าซไอเสียจากโลหะวิทยาที่ไม่ใช่เหล็กมีส่วนสำคัญในความสมดุลของวัตถุดิบ อุตสาหกรรมบางประเภทใช้ไฮโดรเจนซัลไฟด์เป็นวัตถุดิบซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการทำให้ซัลเฟอร์บริสุทธิ์ในการกลั่นน้ำมัน

รีเอเจนต์เริ่มต้นสำหรับการผลิตกรดซัลฟิวริกอาจเป็นธาตุซัลเฟอร์และสารประกอบที่มีซัลเฟอร์ซึ่งสามารถรับซัลเฟอร์หรือซัลเฟอร์ไดออกไซด์ได้ ตามเนื้อผ้า แหล่งที่มาหลักของวัตถุดิบคือกำมะถันและแร่ไพไรต์ของเหล็ก (กำมะถัน) ประมาณครึ่งหนึ่งของกรดซัลฟิวริกได้มาจากกำมะถัน และหนึ่งในสามมาจากไพไรต์ ก๊าซไอเสียจากโลหะวิทยาที่ไม่ใช่เหล็กที่มีซัลเฟอร์ไดออกไซด์มีส่วนสำคัญในความสมดุลของวัตถุดิบ ในเวลาเดียวกัน ก๊าซเสียเป็นวัตถุดิบที่ถูกที่สุด ราคาขายส่งสำหรับไพไรต์ต่ำ และวัตถุดิบที่แพงที่สุดคือกำมะถัน ดังนั้นเพื่อให้การผลิตกรดซัลฟิวริกจากซัลเฟอร์มีความเป็นไปได้ในเชิงเศรษฐกิจจึงต้องพัฒนาโครงการซึ่งต้นทุนในการแปรรูปจะต่ำกว่าต้นทุนในการแปรรูปไพไรต์หรือก๊าซเสียอย่างมาก

กรดซัลฟิวริกที่ไม่เจือปนเป็นสารประกอบโควาเลนต์

ในโมเลกุลนั้น กรดซัลฟูริกถูกล้อมรอบด้วยอะตอมออกซิเจน 4 อะตอม ซึ่งสองอะตอมในนั้นเป็นส่วนหนึ่งของหมู่ไฮดรอกซิล พันธบัตร S–O เป็นพันธบัตรสองเท่า และพันธบัตร S–OH เป็นพันธบัตรเดี่ยว

ผลึกคล้ายน้ำแข็งไร้สีมีโครงสร้างเป็นชั้น: โมเลกุล H 2 SO 4 แต่ละโมเลกุลเชื่อมต่อกับพันธะไฮโดรเจนที่แข็งแกร่งสี่พันธะที่อยู่ใกล้เคียง ทำให้เกิดโครงสร้างเชิงพื้นที่เดียว

โครงสร้างของกรดซัลฟิวริกเหลวนั้นคล้ายคลึงกับโครงสร้างของของแข็ง แต่ความสมบูรณ์ของกรอบเชิงพื้นที่เท่านั้นที่จะถูกทำลาย

คุณสมบัติทางกายภาพของกรดซัลฟิวริก

ภายใต้สภาวะปกติ กรดซัลฟิวริกเป็นของเหลวที่มีความมันและหนักโดยไม่มีสีหรือกลิ่น ในเทคโนโลยีกรดซัลฟูริกเป็นส่วนผสมของทั้งน้ำและซัลฟิวริกแอนไฮไดรด์ หากอัตราส่วนโมลของ SO 3: H 2 O น้อยกว่า 1 แสดงว่าเป็นสารละลายที่เป็นน้ำของกรดซัลฟิวริก หากมากกว่า 1 แสดงว่าเป็นสารละลายของ SO 3 ในกรดซัลฟิวริก

100% H 2 SO 4 ตกผลึกที่ 10.45 ° C; ตกีบ = 296.2 °C; ความหนาแน่น 1.98 ก./ซม.3 H 2 SO 4 ผสมกับ H 2 O และ SO 3 ในอัตราส่วนใดๆ ก็ตามเพื่อสร้างไฮเดรต ความร้อนของไฮเดรชั่นนั้นสูงมากจนส่วนผสมสามารถเดือด สาดกระเซ็น และทำให้เกิดแผลไหม้ได้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเติมกรดลงในน้ำ และในทางกลับกัน เนื่องจากเมื่อเติมน้ำลงในกรด น้ำที่เบากว่าจะไปสิ้นสุดที่พื้นผิวของกรด ซึ่งความร้อนทั้งหมดที่เกิดขึ้นจะมีความเข้มข้น

เมื่อสารละลายน้ำของกรดซัลฟิวริกที่มีมากถึง 70% H 2 SO 4 ถูกให้ความร้อนและต้มจะมีเพียงไอน้ำเท่านั้นที่ถูกปล่อยเข้าสู่เฟสไอ ไอของกรดซัลฟิวริกยังปรากฏเหนือสารละลายที่มีความเข้มข้นมากกว่าอีกด้วย

ในแง่ของลักษณะโครงสร้างและความผิดปกติ กรดซัลฟิวริกเหลวจะคล้ายกับน้ำ มีระบบพันธะไฮโดรเจนแบบเดียวกัน เกือบจะมีกรอบเชิงพื้นที่เหมือนกัน

คุณสมบัติทางเคมีของกรดซัลฟิวริก

กรดซัลฟิวริกเป็นกรดแร่ที่แข็งแกร่งที่สุดชนิดหนึ่ง เนื่องจากมีขั้วสูง พันธะ H-O จึงแตกง่าย

กรดซัลฟิวริกแยกตัวออกจากสารละลายที่เป็นน้ำ ทำให้เกิดไฮโดรเจนไอออนและกากที่เป็นกรด:

ฮ 2 SO 4 = H + + HSO 4 - ;

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

สมการสรุป:

ชม 2 ดังนั้น 4 = 2H + + ดังนั้น 4 2- .

แสดงคุณสมบัติของกรด , ทำปฏิกิริยากับโลหะ, ออกไซด์ของโลหะ, เบสและเกลือ.

กรดซัลฟิวริกเจือจางไม่แสดงคุณสมบัติออกซิไดซ์ เมื่อทำปฏิกิริยากับโลหะ ไฮโดรเจนและเกลือที่มีโลหะอยู่ในสถานะออกซิเดชันต่ำสุดจะถูกปล่อยออกมา ในความเย็น กรดจะเฉื่อยต่อโลหะ เช่น เหล็ก อลูมิเนียม และแม้แต่แบเรียม

กรดเข้มข้นมีคุณสมบัติออกซิไดซ์ ผลิตภัณฑ์โต้ตอบที่เป็นไปได้ สารง่ายๆด้วยกรดซัลฟิวริกเข้มข้นแสดงไว้ในตาราง การขึ้นอยู่กับผลิตภัณฑ์รีดิวซ์กับความเข้มข้นของกรดและระดับของกิจกรรมของโลหะจะแสดงขึ้น: ยิ่งโลหะมีการใช้งานมากเท่าไรก็ยิ่งลดซัลเฟตไอออนของกรดซัลฟิวริกได้ลึกมากขึ้นเท่านั้น

ปฏิกิริยากับออกไซด์:

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

การโต้ตอบกับฐาน:

2NaOH + H 2 SO 4 = นา 2 SO 4 + 2H 2 O

ปฏิสัมพันธ์กับเกลือ:

นา 2 CO 3 + H 2 SO 4 = นา 2 SO 4 + CO 2 + H 2 O

คุณสมบัติออกซิเดชั่น

กรดซัลฟูริกออกซิไดซ์ HI และ HBr ให้เป็นฮาโลเจนอิสระ:

H 2 SO 4 + 2HI = ฉัน 2 + 2H 2 O + SO 2

กรดซัลฟิวริกจะขจัดน้ำที่ถูกพันธะทางเคมีออกจากสารประกอบอินทรีย์ที่มีหมู่ไฮดรอกซิล การขาดน้ำของเอทิลแอลกอฮอล์ต่อหน้ากรดซัลฟิวริกเข้มข้นทำให้เกิดการผลิตเอทิลีน:

ค 2 ชม. 5 OH = ค 2 ชม. 4 + ชม. 2 อ.

การไหม้ของน้ำตาล เซลลูโลส แป้ง และคาร์โบไฮเดรตอื่นๆ เมื่อสัมผัสกับกรดซัลฟิวริกยังอธิบายได้จากการขาดน้ำอีกด้วย:

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

ด้วยกรดเจือจางที่มีคุณสมบัติออกซิไดซ์เนื่องจากไฮโดรเจนไอออน(ซัลฟิวริกเจือจาง ฟอสฟอริก ซัลฟูรัส กรดอินทรีย์และปราศจากออกซิเจนทั้งหมด ฯลฯ)

ปฏิกิริยาของโลหะ:
ตั้งอยู่ในชุดแรงดันไฟฟ้า ไปจนถึงไฮโดรเจน(โลหะเหล่านี้สามารถแทนที่ไฮโดรเจนจากกรดได้)
เกิดขึ้นจากกรดเหล่านี้ เกลือที่ละลายน้ำได้(ชั้นเกลือป้องกันจะไม่ก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวของโลหะเหล่านี้
ฟิล์ม).

จากปฏิกิริยาดังกล่าวทำให้ เกลือที่ละลายน้ำได้และโดดเด่น ไฮโดรเจน:
2А1 + 6НCI = 2А1С1 3 + ЗН 2
มก. + H 2 SO 4 = M ก.S โอ 4 + เอช 2
กอง
กับคุณ + H 2 SO 4 → เอ็กซ์ (ตั้งแต่ C u มาหลังจาก N 2)
กอง
พีบี + เอช 2ดังนั้น 4 → เอ็กซ์ (ตั้งแต่ Pb SO 4 ไม่ละลายในน้ำ)
กอง
กรดบางชนิดเป็นสารออกซิไดซ์เนื่องจากองค์ประกอบที่ก่อให้เกิดกรดตกค้าง ซึ่งรวมถึงกรดซัลฟิวริกเข้มข้น และกรดไนตริกที่มีความเข้มข้นใดๆ ก็ตาม กรดดังกล่าวเรียกว่า กรดออกซิไดซ์

แอนไอออนของกรดเหล่านี้ประกอบด้วยอะตอมของกำมะถันและไนโตรเจนอยู่ องศาที่สูงขึ้นออกซิเดชัน

คุณสมบัติออกซิเดชั่น กรดตกค้างและแข็งแกร่งกว่าโนนาของไฮโดรเจน H มาก ดังนั้นกรดไนตริกและกรดซัลฟิวริกเข้มข้นจึงมีปฏิกิริยากับโลหะเกือบทั้งหมดที่อยู่ในซีรีย์แรงดันไฟฟ้าทั้งก่อนและหลังไฮโดรเจน ยกเว้นทองคำและ แพลทินัมเนื่องจากตัวออกซิไดซ์ในกรณีเหล่านี้เป็นโนนอนของสารตกค้างที่เป็นกรด (เนื่องจากอะตอมของซัลเฟอร์และไนโตรเจนในสถานะออกซิเดชันที่สูงกว่า) และไม่ใช่โนนอนของไฮโดรเจน H ดังนั้น ในปฏิกิริยาของกรดไนตริกและกรดซัลฟิวริกเข้มข้นกับ โลหะไม่ปล่อยไฮโดรเจนออกมาโลหะที่อยู่ภายใต้อิทธิพลของกรดเหล่านี้จะถูกออกซิไดซ์ สถานะออกซิเดชันที่มีลักษณะเฉพาะ (เสถียร)และก่อตัวเป็นเกลือ และผลิตภัณฑ์รีดิวซ์กรดขึ้นอยู่กับแอคติวิตีของโลหะและระดับการเจือจางของกรด

ปฏิกิริยาของกรดซัลฟิวริกกับโลหะ

กรดซัลฟิวริกเจือจางและเข้มข้นมีพฤติกรรมแตกต่างกัน กรดซัลฟิวริกเจือจางจะมีพฤติกรรมเหมือนกรดธรรมดา โลหะแอคทีฟที่อยู่ในอนุกรมแรงดันไฟฟ้าทางด้านซ้ายของไฮโดรเจน

ลี เค, Ca, Na, Mg, อัล, Mn, Zn, Fe, Co, Ni, Sn, Pb, H2, Cu, Hg, Ag, Au

แทนที่ไฮโดรเจนจากกรดซัลฟิวริกเจือจาง เราเห็นฟองไฮโดรเจนเมื่อเติมกรดซัลฟิวริกเจือจางลงในหลอดทดลองที่มีสังกะสี

H 2 SO 4 + Zn = Zn SO 4 + H 2

ทองแดงอยู่ในอนุกรมแรงดันไฟฟ้าตามหลังไฮโดรเจน ดังนั้นกรดซัลฟิวริกเจือจางจึงไม่มีผลกระทบต่อทองแดง และในกรดซัลฟิวริกเข้มข้น สังกะสีและทองแดงจะมีพฤติกรรมเช่นนี้...

สังกะสีเหมือน โลหะที่ใช้งานอยู่, อาจจะรูปร่าง ด้วยความเข้มข้นกรดซัลฟิวริก ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ธาตุซัลเฟอร์ และแม้แต่ไฮโดรเจนซัลไฟด์

2H 2 SO 4 + Zn = SO 2 + ZnSO 4 + 2H 2 O

ทองแดงเป็นโลหะที่มีฤทธิ์น้อย เมื่อทำปฏิกิริยากับกรดซัลฟิวริกเข้มข้นจะลดเป็นซัลเฟอร์ไดออกไซด์

2H 2 SO 4 เข้มข้น + Cu = SO 2 + CuSO 4 + 2H 2 O

ในหลอดทดลองด้วย เข้มข้นกรดซัลฟิวริกผลิตซัลเฟอร์ไดออกไซด์

โปรดทราบว่าแผนภาพระบุผลิตภัณฑ์ที่มีปริมาณสูงที่สุดในบรรดาผลิตภัณฑ์ลดกรดที่เป็นไปได้

จากแผนภาพข้างต้นเราจะเขียนสมการสำหรับปฏิกิริยาเฉพาะ - ปฏิกิริยาของทองแดงและแมกนีเซียมกับกรดซัลฟิวริกเข้มข้น:
0 +6 +2 +4
กับคุณ + 2H 2 SO 4 = C คุณ SO 4 + SO 2 + 2H 2 O
คอนติเนนตัล
0 +6 +2 -2
4Mก. + 5H 2 SO 4 = 4M gSO 4 + H 2 S + 4H 2 O
คอนติเนนตัล

โลหะบางชนิด ( เฟ- เอไอ, ซีร) ไม่ทำปฏิกิริยากับกำมะถันเข้มข้นและ กรดไนตริกที่อุณหภูมิปกติ เมื่อมันเกิดขึ้น ทู่โลหะ ปรากฏการณ์นี้เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของฟิล์มออกไซด์บางๆ แต่มีความหนาแน่นมากบนพื้นผิวโลหะ ซึ่งช่วยปกป้องโลหะ ด้วยเหตุนี้กรดไนตริกและกรดซัลฟิวริกเข้มข้นจึงถูกขนส่งในภาชนะเหล็ก

หากโลหะมีสถานะออกซิเดชันที่แปรผัน ดังนั้นกรดที่เป็นสารออกซิไดซ์เนื่องจาก H + ไอออน จะก่อตัวเป็นเกลือโดยสถานะออกซิเดชันของมันต่ำกว่าเสถียร และเมื่อใช้กรดออกซิไดซ์จะเกิดเกลือซึ่งสถานะออกซิเดชันมีเสถียรภาพมากขึ้น:
0 +2
ฉ อี + H 2 SO 4 = ฉ อี SO 4 + H 2
0 หยุดพัก + 3
ฉ อี + H 2 SO 4 = ฉ อี 2 (SO 4 ) 3 + 3 SO 2 + 6H 2 O
คอนติเนนตัล

I.I. Novoshinsky
เอ็น.เอส.โนโวชินสกายา