СЕРНАЯ КИСЛОТА и её СВОЙСТВА СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ ВАСИЛИЙ КАДЕВИЧ 2008

Единственный путь, ведущий к знанию, - это деятельность Б. Шоу Б. Шоу

Птицы еще в яйце изучают географию. Как пролететь из Европы в Африку, как из Америки вернуться в Европу – все это известно им еще в яйце. А как же иначе? Ведь прежде чем отращивать крылья, нужно знать, куда полетишь. А если не знаешь, куда полетишь, - незачем отращивать крылья. Птицы еще в яйце изучают географию. Как пролететь из Европы в Африку, как из Америки вернуться в Европу – все это известно им еще в яйце. А как же иначе? Ведь прежде чем отращивать крылья, нужно знать, куда полетишь. А если не знаешь, куда полетишь, - незачем отращивать крылья.

Что Вы знаете или думаете, что знаете о серной кислоте? ЗНАЮ ЗНАЮ ХОЧУ УЗНАТЬ УЗНАЛ УЗНАЛ

Строение молекулы H 2 SO 4 H 2 SO 4 Связь О-Н в H 2 SO 4 является сильно полярной, поэтому у H 2 SO 4 ярко выражены кислотные свойства ВАСИЛИЙ КАДЕВИЧ 2008

Физические свойства Тяжелая маслянистая жидкость ("купоросное масло"); Тяжелая маслянистая жидкость ("купоросное масло"); p = 1,84 г/см 3 ;p = 1,84 г/см 3 ; Нелетучая, хорошо растворима в воде – с сильным нагревом;Нелетучая, хорошо растворима в воде – с сильным нагревом; t°пл. = 10,3°C, t°кип. = 296°С,t°пл. = 10,3°C, t°кип. = 296°С, Очень гигроскопична, обладает водоотнимающими свойствами Очень гигроскопична, обладает водоотнимающими свойствами ВАСИЛИЙ КАДЕВИЧ 2008

Лабораторный опыт 7 Исследование химических свойств раствора серной кислотыИсследование химических свойств раствора серной кислоты ВНИМАНИЕ ! При работе с кислотой будьте осторожны. При попадании на руки тщательно вымойте их водой, при необходимости - нейтрализуйте раствором соды.ВНИМАНИЕ ! При работе с кислотой будьте осторожны. При попадании на руки тщательно вымойте их водой, при необходимости - нейтрализуйте раствором соды.

В пробирках в виде растворов представлены вещества: NaCl, NaBr, NaI, NaF, H 2 SO 4, Na 2 CO 3, Na 2 SO 4, NaOH Предложите план идентификации данных веществ. Укажите качественную реакцию на серную кислоту и ее соли

Если эти утверждения верны на Ваш взгляд, то напротив них поставьте знак «+», а если нет, то знак «-» 1. Свойства концентрированной серной кислоты обусловлены тем, что1. Свойства концентрированной серной кислоты обусловлены тем, что степень окисления серы в ней равна +6 степень окисления серы в ней равна Концентрированная серная кислота является восстановителем.2. Концентрированная серная кислота является восстановителем. 3. Концентрированную серную кислоту нельзя перевозить в стальных3. Концентрированную серную кислоту нельзя перевозить в стальных цистернах, т.к. в состав стали входит железо цистернах, т.к. в состав стали входит железо 4. Концентрированная серная кислота не взаимодействует с металлами,4. Концентрированная серная кислота не взаимодействует с металлами, стоящими после водорода. стоящими после водорода. 5. Концентрированная серная кислота взаимодействует с неметаллами5. Концентрированная серная кислота взаимодействует с неметаллами 6. Концентрированная серная кислота диссоциирует практически6. Концентрированная серная кислота диссоциирует практически полностью с образованием ионов водорода и сульфат-ионов. полностью с образованием ионов водорода и сульфат-ионов. 7. Продукты восстановления серы в серной кислоте могут быть со7. Продукты восстановления серы в серной кислоте могут быть со степенями окисления +4, -2. степенями окисления +4, Алюминий в концентрированной серной кислоте разрушается.8. Алюминий в концентрированной серной кислоте разрушается. 9. На органические вещества концентрированная серная кислота не9. На органические вещества концентрированная серная кислота не действует действует 10. Концентрированная серная кислота может вытеснять другие кислоты10. Концентрированная серная кислота может вытеснять другие кислоты из их солей из их солей

Химические свойства H 2 SO 4 - сильная двухосновная кислота H 2 SO 4 - сильная двухосновная кислота H 2 SO 4 H + + HSO 4 - 2H + + SO ) Взаимодействие с металлами: разбавленная серная кислота растворяет только металлы, стоящие в ряду напряжений левее водорода: разбавленная серная кислота растворяет только металлы, стоящие в ряду напряжений левее водорода: Zn 0 + H 2 +1 SO 4 (разб) => Zn +2 SO 4 + H 2 Zn 0 + H 2 +1 SO 4 (разб) => Zn +2 SO 4 + H 2 2) с основными оксидами: 2) с основными оксидами: CuO + H 2 SO 4 => CuSO 4 + H 2 O CuO + 2H + => Cu 2+ + H 2 O ВАСИЛИЙ КАДЕВИЧ 2008

3) с основаниями: H 2 SO 4 + 2NaOH => Na 2 SO 4 + 2H 2 O H + + OH - => H 2 O H 2 SO 4 + Cu(OH) 2 => CuSO 4 + 2H 2 O 2H + + Cu(OH) 2 => Cu H 2 O 4) обменные реакции с солями: MgCO 3 + H 2 SO 4 => MgSO 4 +H 2 O + CO 2 MgCO 3 + 2H + => Mg 2+ + H 2 O + CO 2 BaCl 2 + H 2 SO 4 => BaSO 4 + 2HCl Ba 2+ + SO 4 2- => BaSO 4 Ba 2+ + SO 4 2- => BaSO 4 Образование белого осадка BaSO 4 (нерастворимого в кислотах) используется для идентификации серной кислоты и растворимых сульфатов. ВАСИЛИЙ КАДЕВИЧ 2008

5) концентрированная H2+6SO4 – сильный окислитель; при взаимодействии с металлами (кроме Au, Pt) может восстанавливаться до S+4O2, S0 или H2S-2 (без нагревания не реагируют с Fe; Al, Cr - пассивируются): 2Ag0 + 2H2 +6SO4 => Ag2+1SO4 + S+4O2 + 2H2O 2Ag0 + 2H2 +6SO4 => Ag2+1SO4 + S+4O2 + 2H2O 8Na0 + 5H2 +6SO4 => 4Na2+1SO4 + H2S-2 + 4H2O 8Na0 + 5H2 +6SO4 => 4Na2+1SO4 + H2S-2 + 4H2O Чем более активен металл, тем более полно восстанавливается сера

6) концентрированная H 2 S +6 O 4 реагирует при нагревании с некоторыми неметаллами за счет своих сильных окислительных свойств, превращаясь в соединения серы более низкой степени окисления, (например, S +4 O 2 ): С 0 + 2H 2 S +6 O 4 (конц) => C +4 O 2 + 2S +4 O 2 + 2H 2 O С 0 + 2H 2 S +6 O 4 (конц) => C +4 O 2 + 2S +4 O 2 + 2H 2 O S 0 + 2H 2 S +6 O 4 (конц) => 3S +4 O 2 + 2H 2 O S 0 + 2H 2 S +6 O 4 (конц) => 3S +4 O 2 + 2H 2 O 2P 0 + 5H 2 S +6 O 4 (конц) => 5S +4 O 2 + 2H 3 P +5 O 4 + 2H 2 O 2P 0 + 5H 2 S +6 O 4 (конц) => 5S +4 O 2 + 2H 3 P +5 O 4 + 2H 2 O ВАСИЛИЙ КАДЕВИЧ 2008

6) Гигроскопичность серной кислоты Концентрированная серная кислота жадно набирает воду отовсюду, образуя гидраты, и способна для этого даже разрушать молекулы. Древесина состоит из множества органических веществ, среди которых – целлюлоза (C 6 H 7 O 2 (OH) 3 )n. Концентрированная серная кислота разрушает органические молекулы, отнимая водород и кислород – составляющие воды. Разрушение органических молекул сопровождается выделением свободного углерода. Поэтому лучинка при соприкосновении с концентрированной серной кислотой чернеет, обугливается. Кислота ведет себя, как обезвоживающий агент. ВАСИЛИЙ КАДЕВИЧ 2008

Концентрированная серная кислота энергично обугливает сахарозу

Помните! При приготовлении раствора кислоту вливать малыми порциями в воду, а не наоборот!

Производство серной кислоты 1-я стадия. Печь для обжига колчедана. 1-я стадия. Печь для обжига колчедана. 4FeS O 2 => 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 + Q 4FeS O 2 => 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 + Q 2-я стадия. Окисление сернистого газа до серного ангидрида (450°С – 500°С; катализатор V 2 O 5 ): 2SO 2 + O 2 2SO 3 2SO 2 + O 2 2SO 3 3-я стадия. Поглощение серного ангидрида nSO 3 + H 2 SO 4 (конц)=>(H 2 SO 4 nSO 3 )(олеум) ВАСИЛИЙ КАДЕВИЧ 2008

Применение H 2 SO 4 В производстве пластмассыВ производстве пластмассы В производстве синтетического волокнаВ производстве синтетического волокна В средствах защиты растенийВ средствах защиты растений В моющих средствахВ моющих средствах В лекарствахВ лекарствах В красителях и пигментахВ красителях и пигментах В производстве взрывчатых веществВ производстве взрывчатых веществ Электролит в аккумуляторахЭлектролит в аккумуляторах В очистке нефтепродуктовВ очистке нефтепродуктов В получении солей и кислотВ получении солей и кислот В металлургииВ металлургии В минеральных удобренияхВ минеральных удобрениях

СОЛИ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ CaSO 4 2H 2 O - гипс CaSO 4 0,5H 2 O - алебастрCaSO 4 2H 2 O - гипс CaSO 4 0,5H 2 O - алебастр CuSO 4 5H 2 O – медный купоросCuSO 4 5H 2 O – медный купорос Na 2 SO 4 10H 2 O – мирабилит (глауберова соль)Na 2 SO 4 10H 2 O – мирабилит (глауберова соль) MgSO 4 7H 2 O – горькая сольMgSO 4 7H 2 O – горькая соль К 2 SO 4 Al 2 ( SO 4 ) 3 24H 2 O – алюмокалиевые квасцыК 2 SO 4 Al 2 ( SO 4 ) 3 24H 2 O – алюмокалиевые квасцы

… А знаете, товарищи, - объявил он, - эти статуи кто-то облил уксусной кислотой. Кислота разъела гипс, и он за ночь отвалился. Повесть М. Кравцова Повесть М. Кравцова «Зашифрованный план» «Зашифрованный план» Вы бы с этим объяснением согласились? Уточнили бы что-то? Может отвергли бы это объяснение?

Мирабилит в заливе начинает кристаллизоваться в половине ноября, а к половине марта кристаллизация прекращается и начинается обратный процесс – растворение мирабилита в воде. В связи с этим мирабилит был назван «периодическим минералом» К. Паустовский «Кара-Бугаз» Тонкие вопросы Толстые вопросы Что?..Как?..Когда?..Почему?.. От чего зависит?.. С чем связано?.. Ем можно объяснить?..

Домашнее задание Составьте инструкцию по правилам обращения с серной кислотой для лаборанта кабинета химии; для лаборанта кабинета химии; для автолюбителя, который собирается приготовить раствор серной кислоты в качестве электролита для аккумулятора своего авто; для автолюбителя, который собирается приготовить раствор серной кислоты в качестве электролита для аккумулятора своего авто; для хозяйки, которая в магазине «Хозтовары» покупает концентрированную серную кислоту для и планирует почистить ею ванну, чайник от известкового налета. для хозяйки, которая в магазине «Хозтовары» покупает концентрированную серную кислоту для и планирует почистить ею ванну, чайник от известкового налета. Изучить § 34, упражнения 3,8,10 стр. 223 Опорный конспект на сайте гимназии: Сайт гимназии: Сайт гимназии: Кафедра естественно- математических наук. Кафедра естественно- математических наук. Кабинет химии.

СПАСИБО ЗА СОТРУДНИЧЕСТВО ВАСИЛИЙ КАДЕВИЧ 2008