Сульфатна кислота

«Навряд чи знайдеться інша речовина,

що добувається людиною, яка настільки часто

використовується в техніці, як сірчана кислота»

Д.І.Менделєєв

СУЛЬФАТНА КИСЛОТА ТА СУЛЬФАТИ

Робота на уроці допоможе вам: поглибити і розширити знання про кислоти; ознайомитися з фізичними властивостями сульфатної

кислоти та засвоїти правила приготування її розчину; порівняти хімічні властивості концентрованої і

розбавленої сульфатної кислоти; познайомитися з якісною реакцією на сульфат-йони; розширити свої знання про солі сульфатної кислоти та сфери їх використання.

«Експрес-тест»1. Укажіть ряд сполук, у якому є

лише оксиди:

а) CaO, K2SO3, Н2О;        

б) Na2O, SO2, Fe2O3;

в) CO2, HCl, NaOH;  

г) SiO2, CaBr2, Li2O.

2. Укажіть сполуку, яка не належить до оксидів:

а) SO2;    

б) H2O; 

в) H2SO4;    

г) MgO.

3. Укажіть формулу кислотного оксиду:

а) CO2; 

б) CaO;

в) K2O; 

г) Al2O3.

4. SO3 – це…

а) оксигеновмісна кислота;       

б) основний оксид;

в) кислотний оксид;

г) амфотерний оксид.

5. Укажіть формулу оксиду, з якого утворюється сульфатна кислота:

а) SO3; 

б) CO2; 

в) SO2; 

г) SiO2.

6. Укажіть формулу несолетворного оксиду:

а) N2O5; 

б) CO;  

в) CO2; 

г) Al2O3.

1) Як називаються кислоти з точки зору теорії електролітичної дисоціації?

2) Яка формула сульфатної кислоти?

3) Яка основність сульфатної кислоти?

4) Який ступінь окиснення Сульфуру в сульфатній кислоті?

5) Як називаються солі сульфатної кислоти?

Історична довідка• Сульфатну (сірчану) кислоту отримують вже

більше 1000 років. • Спочатку її отримували алхіміки з «зеленого

каменю» (залізний купорос) або квасців шляхом сильного нагрівання (прожарювання).

• Так, наприклад, із залізного купоросу отримували важку оліїсту рідину - купоросне масло:2 [FeSO4 • 7Н2O] = Fe2O3 + Н2SO4 + SO2 + 13Н2O

Перша згадка про кислі гази, що отримуються при прожарюванні залізного купоросу «зеленого каменя», зустрічається у записах арабського алхіміка Джабір ібн Хайяна.

Пізніше, в IX столітті персидський алхімік Аль Разі, прожарюючи суміш залізного і мідного купоросу (FeSO4∙7H2O і CuSO4∙5H2O), також отримав розчин сірчаної кислоти.

Але перші детальні описи добування сірчаної кислоти («Купорового масла») дали італійський вчений В.Берінгучо та німецький алхімік, чиї праці були опубліковані під іменем Василя Валентина в кінці ХVІ століття.

Будова H2SO4 Кулестержнева модель Об'ємна модель

Графічна формула Електронна будова

Фізичні властивості Сульфатна кислота являє собою оліїсту рідину без кольору і запаху. Дуже в’язка і гігроскопічна рідина. Одна з найсильніших неорганічних кислот, дуже їдка і небезпечна.

Температура кипіння сполуки +280°С. Під

час кипіння кислота починає розкладатися на сульфур(VI) оксид і воду.

Температура плавлення кислоти +10,3°С. Нерозбавлена кислота важка (ρ = 1,83 г/см3):

1 літр важить майже 2 кг. Сульфатна кислота необмежено розчиняється у

воді, тобто змішується з нею в будь-яких співвідношеннях з утворенням розчину. При

цьому виділяється тепло.

Пам’ятайте таке правило:• Не можна воду

доливати до концентрованої сульфатної кислоти!

• Тому слід вливати тоненькою цівкою КИСЛОТУ У ВОДУ, безперервно перемішуючи розчин.

Сульфатна кислота – їдка рідина, тому треба остерігатись, щоб вона не потрапила на

шкіру й одяг. При попаданні сірчаної кислоти на шкіру, її необхідно швидко змити сильним струменем води та обробити 5%-им розчином соди.

Хімічні властивості H2SO4

1) Дисоціація у водному розчині:

Н2SО4 ⇄ Н+ + НSO4-

НSO4- ⇄ Н+ + SO4

2-

2) Взаємодіє з основами (нейтралізація):Н2SО4 + Са(ОН)2 =

3) Взаємодіє з оксидами металів:Н2SО4 + СuО =

СаSО4 + 2Н2О

СuSО4 + Н2О

4) Взаємодіє з солями: ЛАБОРАТОРНИЙ ДОСЛІД №7

Якісна реакція на сульфат-іони

В одну пробірку налийте трохи розчину натрій сульфату, в іншу – розбавленого розчину сульфатної кислоти. В обидві пробірки добавте по 1-2 мл розчину барій хлориду. Що відбувається? Яка сполука випала в осад? Який колір і характер осаду? Напишіть рівняння відповідних реакцій.

Na2SО4 + BaCl2 = BaSО4↓+ 2NaCl

Н2SО4 + BaCl2 = BaSО4↓+ 2НCl

Якісною реакцією на сульфат-іон є взаємодія з іоном барію, в результаті чого

утворюється білий порошкоподібний осад:

Ba2+ + SO42- = BaSO4↓

5) Взаємодіє з металами:

Н2SО4 розб + Zn =

Н2SО4 розб + Cu =

ZnSО4 + Н2↑

Продукти взаємодії концентрованої сульфатної кислоти з металами

Активні метали

Сіль,

вода

Н2S

Метали середньої активності

Cіль,

вода

S

Малоактивні метали

Cіль,

вода

SO2

Zn + H2SO4 конц →

3Zn0 + 4H2S+6O4 конц = 3Zn+2SO4 + S0↓ + 4H2O

Zn0 – 2ē → Zn +2 3 відновник, процес окиснення 6

S+6 + 6ē → S0 1 окисник, процес відновлення

Сульфатну кислоту застосовують:

у виробництві мінеральних добрив; як електроліт в свинцевих акумуляторах; для добування різних мінеральних кислот і солей; для добування органічних сполук; у виробництві хімічних волокон, барвників, вибухових речовин; у нафтовій, металообробній, текстильній, шкіряній та інших галузях промисловості; у харчовій промисловості – зареєстрована як харчова добавка E513.

Назва: Сірчана кислота Е513.Група: Харчова добавка.Вид: Емульгатор, регулятор кислотності.Вплив на організм: Дуже небезпечна.Дозволена в країнах: Росія, Україна, країни ЄС.

Використання:

В основному в харчовій індустрії застосовується 10% розчин сірчаної кислоти. Використовують харчову добавку Е513 як підкислювач дріжджового сусла при виготовленні спирту з сировини, що містить крохмаль. Застосовують сірчану кислоту також для регулювання кислотності напоїв. Е513 грає роль каталізатора інверсії цукру. Сірчаною кислотою можна обробляти забруднені дріжджі, це дозволяє знищити сторонні мікроорганізми, не пошкодивши життєздатності дріжджів. Застосовується Е513 і при рафінації жирів.

Вплив на організм людини:

Сірчана кислота відрізняється агресивністю, представляє дуже велику небезпеку для людини. Контакт з шкірними та слизовими поверхнями може привести до сильного хімічного опіку та некрозу тканин. При попаданні парів Е513 в дихальні шляхи спостерігається кашель, часто розвивається бронхіт, трахеїт, ларингіт.

Сульфати – це солі сульфатної кислоти.

Найважливіші природні сульфатиГіпс СаSO4·2Н2О;

глауберова сіль Na2SO4·10H2О;

гірка сіль MgSO4·7H2О.

Це кристалогідрати, тобто вони містять кристалізаційну воду, яка при нагріванні випаровується.

На цій властивості кристалогідратів ґрунтується виробництво алебастру СаSO4·Н2О з природного гіпсу, який нагрівають до 120-190°С, у наслідок чого він втрачає частину води.

При змочуванні водою кімнатної температури алебастр легко приєднує воду й знову перетворюється на гіпс.

Це відбувається щоразу при накладанні гіпсових

пов’язок на травмовані частини тіла, під час виготовлення гіпсових виробів художнього та будівельного призначення.

Na2SO4·10H2О – мірабіліт, або глауберова сіль. На початку XVII ст. в Німеччині тяжко хворий Йоган-Рудольф Глаубер почав пити воду з одного із джерел і вилікувався. Дослідивши дану сіль, Глаубер назвав її чудовою сіллю, або мірабалітом. Також Na2SO4 використовують для виготовлення скла, сірки, амоній сульфату, у паперовій промисловості.

MgSO4·7H2О – гірка сіль використовують в обробці тканин, дубінні шкіри, виготовленні медичних препаратів, у медицині також використовують як протиотруту при алкогольному сп’янінні.

СuSO4·5Н2О – мідний купорос застосовують у сільському господарстві для боротьби зі шкідниками рослин, як засіб для запобігання гниттю речовин, у будівництві: для нейтралізації наслідків протікань, для ліквідації плям іржі.

Калій сульфат К2SO4, амоній сульфат (NH4)2SO4 використовуються як добрива.

«Озеро смерті», що знаходиться на острові Сицілія, — саме «мертве» на Землі. Береги озера позбавлені рослинності, а в його водах немає нічого живого. Будь-яка істота, що потрапила в його води, миттєво гине. Коли був зроблений аналіз води, то виявилось, що в ній у великій кількості міститься сульфатна кислота.

Найбільшим родовищем мірабіліту (Na2SO4·10H2О) є затока Кара-Богаз-гол. Воно розташоване на східному березі Каспійського моря.

«Вірно-невірно»Сульфатна кислота

а) Реагує з кислотами

б) Реагує з основами

в) Реагує з солями

г) Реагує з кислотними оксидами

д) Реагує з основними оксидами

е) Реагує з усіма металами

ж) Сильна

• ____+ H2SO4 = K2SO4 + 2H2O• ____ + H2SO4 = CuSO4 + ____• Pb(NO3)2 + _____ = PbSO4 + 2HNO3

• Ag + H2SO4 (розб) →• СаО + _____ = СаSO4 + ____• ___+ H2SO4(конц) = HgSO4 + SO2 + ___

CuO H2OКОН

H2SO4

H2SO4 H2OHg H2O

Сьогодні на уроці: було цікаво… було складно… тепер я знаю, що…

Домашнє завдання:• Вивчити §9, завдання №82-84.• Підготувати повідомлення

«Охорона навколишнього середовища від забруднення викидами сульфуровмісних речовин».