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Sulfatierte Säure: Formel und chemischen Eigenschaften

Einer der ersten Mineralsäuren, die für den Menschen bekannt wurde – ist Schwefelsäure oder Sulfat. Das ist nicht nur, aber viele ihrer Salze sind im Bau, Medizin, Lebensmittelindustrie und für technische Zwecke verwendet. Bisher in dieser Hinsicht hat sich nichts geändert. Mehrere Eigenschaften, die Säuresulfat besitzt, macht es in chemischen Synthesen einfach unverzichtbar. Zusätzlich sind Salze in praktisch allen Bereichen der Industrie und des täglichen Lebens eingesetzt davon. Daher betrachten wir im Detail, was es ist und was die Eigenschaften Eigenschaften ausgestellt sind.

Eine Vielzahl von Namen

Lassen Sie uns beginnen mit der Tatsache, dass die Namen in dieser viel Materie. Unter ihnen sind jene, die durch eine rationale Nomenklatur gebildet sind, und solche, die historisch haben. Somit wird diese Verbindung bezeichnet als:

  • saures Sulfat;
  • Vitriol;
  • Schwefelsäure;
  • Oleum.

Obwohl der Begriff „Oleum“ ist nicht ganz geeignet für diesen Stoff, als eine Mischung von Schwefelsäure und ein höheres Oxid von Schwefel – SO 3.

Sulfatierte Säure: Formel und molecular structure

Unter dem Gesichtspunkt der chemischen Abkürzungen schreiben Die Formel dieser Säure so sein kann: H 2 SO 4. Es ist offensichtlich, dass das Molekül aus zwei Wasserstoff-Kationen und Anionen dem Säurerest zusammengesetzt ist, – ein Sulfation 2+ Ladung.

Somit innerhalb des Moleküls, die folgenden Kommunikation:

  • kovalente polare zwischen Schwefel und Sauerstoff;
  • stark polare kovalente zwischen Wasserstoff und dem Säurerest SO 4.

Sera mit 6 ungepaarten Elektronen bildet zwei Doppelbindungen an zwei Sauerstoffatome. Selbst mit einem Paar – Single, und diese wiederum – einer einzigen Wasserstoff. Als Ergebnis der molekularen Struktur ermöglicht es stark genug zu sein. Zur gleichen Zeit ist die Wasserstoffkation sehr mobil und leicht zu gehen, weil der Schwefel und Sauerstoff viel größer in der Elektronegativität ist. Durch Ziehen an der Elektronendichte selbst, bieten sie einen Wasserstoffpartialdruck positive Ladung, die, wenn sie abgeschlossen ist gelöst wird. Somit Lösungen gebildet Säuren , in der H + ist.

Sprechen über die Oxidationszustände der Elemente in der Verbindung, dem Säuresulfat Formel worin H 2 SO 4, leicht die Berechnung ermöglicht: Wasserstoff y +1, y -2 Sauerstoff, Schwefel bei +6.

Wie in jedem Molekül ist, die Nettoladung Null.

Geschichte der Entdeckung

Sulfate Säure wird seit den ältesten Zeiten an Menschen bekannt. Auch Alchemisten konnten ihre Methoden Calcinierung verschiedene Sulfat erhalten. Aus dem IX Jahrhundert haben die Menschen erhalten und diese Substanz verwendet. Später in Europa gelernt Albertus Magnus die Säure in dem Prozess der Zersetzung von Eisensulfat zu extrahieren.

Doch keine der Methoden war nicht rentabel. Dann wird es bekannt, sogenannte Synthesekammer Ausführungsbeispiel. Für diese Verbrennung Schwefel- und Nitrat, und sich entwickelnden Dämpfe absorbiert Wasser. Als Ergebnis Säuresulfat gebildet.

Noch später waren die Briten der Lage, die billigste Methode der Gewinnung der Substanz zu finden. Wir haben das Pyrit – FeS 2, Pyrit. Seine Brennen und nachfolgende Reaktion mit Sauerstoff sind nach wie vor eine der wichtigsten industriellen Verfahren für die Synthese von Schwefelsäure. Solche Rohstoffe besser zugänglich, erschwinglich und Qualität für die Großserienproduktion.

physikalische Eigenschaften

Es gibt mehrere Optionen, einschließlich der externen, die aus anderen Säuresulfat unterscheidet. Die physikalischen Eigenschaften können in einigen Punkten beschrieben werden:

  1. Unter Standardbedingungen – Flüssigkeit.
  2. In einem konzentrierten Zustand ist es schwer, ölig, für die er als „Vitriolöl“.
  3. Substanz Dichte – 1,84 g / cm 3.
  4. Es hat keine Farbe oder Geruch.
  5. Es hat einen starken „Kupfer“ Geschmack.
  6. Sie lösen sich in Wasser sehr gut, ist nahezu unbegrenzt.
  7. Hygroskopisch, ist es in der Lage, sowohl freies und gebundenes Wasser aus dem Gewebe zu erfassen.
  8. Der nicht-flüchtige.
  9. Siedepunkt – 296 ° C
  10. Schmelzen bei 10,3 ° C

Eines der wichtigsten Merkmale dieser Verbindung ist die Fähigkeit, mit der Veröffentlichung von einer großen Menge an Wärme Hydrat. Deshalb ist auch in der Schule werden die Kinder gelehrt, dass Wasser in die Säure in jedem Fall gegeben, um es unmöglich ist, aber genau das Gegenteil. Schließlich ist die Wasserdichte leichter, so dass es auf der Oberfläche ansammeln. Wenn es dramatisch in die Säure hinzuzufügen, lösen sich die entstehende Reaktion wird so viel Energie auf, dass das Wasser zu kochen beginnt und zusammen mit Teilchen eines gefährlichen Stoffes gesprüht werden. Es kann schwere Verätzungen der Haut der Hände führen.

Es sollte daher seine Rinnsal Säure in Wasser gießt, dann wurde die Mischung stark erhitzt, aber Sieden tritt nicht auf, und somit zu spritzen.

chemische Eigenschaften

Vom chemischen Standpunkt aus ist diese Säure sehr stark, vor allem, wenn es Lösung eingeengt. Es zweibasische dissoziiert jedoch schrittweise gidrosulfat- und Sulfat-Anion zu bilden.

Im Allgemeinen trifft seine Wechselwirkung mit verschiedenen Verbindungen all grundlegenden Reaktionen typisch für diese Klasse von Substanzen. Es gibt Beispiele von mehreren Gleichungen, die Sulfatsäure beteiligt ist. Chemische Eigenschaften sind in ihrer Wechselwirkung manifestiert mit:

  • Salz;
  • Metalloxide und -hydroxide;
  • amphotere Oxide und Hydroxide;
  • Metalle in der elektrochemischen Reihe Wasserstoff stehen.

Als Ergebnis solcher Wechselwirkungen in praktisch allen Fällen werden die Mittelsalze der Säure (Sulfate) gebildet ist, oder sauer (-hydrogensulfate).

Eine Besonderheit ist auch die Tatsache , dass das Metall in der üblichen Weise Me + H 2 SO 4 = MeSO 4 + H 2 ↑ eine Lösung des Stoffes reagiert, das heißt Säure verdünnen. Wenn wir einen konzentrierten oder hochgesättigten (Oleum) nehmen, sind die Reaktionsprodukte ganz anders.

Besondere Eigenschaften von Schwefelsäure

Dazu gehören eine einfach konzentrierte Lösungen Wechselwirkung mit Metallen. Somit gibt es ein Diagramm, das ganze Prinzip dieser Reaktionen zeigen:

  1. Wenn das Metall aktiv ist, ist das Ergebnis die Bildung von Schwefelwasserstoff, Salzen und Wasser. Das heißt, Schwefel -2 reduziert.
  2. Wenn die durchschnittliche Aktivität des Metalls, das Ergebnis – Schwefel, Salz und Wasser. Das heißt, Wiedergewinnung des Sulfationen zu freien Schwefel.
  3. Metalle geringe chemische Aktivität (nach hydrogen) – Schwefeldioxid, Salz und Wasser. Der Schwefel in der Oxidationsstufe +4.

Auch spezielle Eigenschaften Sulfat Säuren die Fähigkeit, sind einige Nichtmetalle zu ihrem höchsten Oxidationszustand und reagieren mit Komplexverbindungen und Oxidations sie zu einfachen Substanzen zu oxidieren.

Verfahren zur Herstellung von Industrie

Sulfatverfahren wird Schwefelsäure aus zwei Grundtypen zusammengesetzt ist:

  • pin;
  • Turm.

Beide sind die am häufigsten verwendeten Methoden in der Industrie weltweit. Die erste Ausführungsform basiert auf der Verwendung als Ausgangsmaterialien oder Pyrit Pyrit Schwefel – FeS 2. Insgesamt gibt es drei Phasen:

  1. Kalzinierung ein Rohmaterial als ein Verbrennungsprodukt von Schwefeldioxid zu bilden.
  2. Übergeben dieses Gas durch Sauerstoff über einem Vanadiumkatalysator Schwefeltrioxid zu bilden , – SO 3.
  3. Oleum – Absorptionsturm wird in der Lösung der Sulfatsäure mit hoher Konzentration Lösung Bildung des Anhydrids Auflösen durchgeführt wird. Sehr schwere ölige dicke Flüssigkeit.

Eine zweite Ausführungsform – ist praktisch die gleiche, aber die Stickstoffoxide werden als Katalysator verwendet. In Bezug auf den Parameter, wie Produktqualität, die Kosten und den Energieverbrauch, die Reinheit der Rohstoffe, die Leistung, ist die erste Methode effektiver und akzeptabel, so ist es oft verwendet.

Syntheselabor

Wenn Sie möchten, Schwefelsäure in kleinen Mengen für Labortests erhalten, ist der beste Weg, um mit Schwefelwasserstoff inaktive Metallsulfate zu interagieren.

In diesen Fällen kann die Bildung von Eisensulfid und wird als Nebenprodukt von Schwefelsäure gebildet wird. Für kleine Studien eine solche Option ist geeignet, aber die Reinheit solcher Säure wird es nicht anders sein.

Auch im Labor kann eine qualitative Antwort auf die Sulfatlösungen sein. Der gebräuchlichste Reagenz ein Chlorbarium, da Ba 2+ -Ionen zusammen mit Sulfatanion in weißen Niederschlag ausfällt – Schwerspat Milch: H 2 SO 4 + BaCl 2 = 2HCl + BaSO 4

Das häufigste Salz

Sulfatierte Säure und Sulfate, die es bildet, sind wichtige Verbindungen, die in vielen industriellen und Haushalt Bereichen, einschließlich Lebensmittel. Die am häufigsten Schwefelsäuresalze sind die folgenden:

  1. Gips (Alabaster, Selenit). Chemische Bezeichnung – wässriges hydratisiertes Calciumsulfat. Formel: CaSO 4. Es wird verwendet in Bau, Medizin, Zellstoff- und Papierindustrie, die Herstellung von Schmuck.
  2. Schwerspat (Baryt). Bariumsulfat. Die Lösung ist ein milchiges Präzipitat. In fester Form – transparente Kristalle. Verwendet in optischen Vorrichtungen, Röntgenstrahlung, für die Herstellung einer isolierenden Beschichtung.
  3. Glaubersalz (Glaubersalz). Chemische Bezeichnung – kristalliner Natriumsulfat – Decahydrat. Formel: Na 2 SO 4 * 10H 2 O. Es ist in der Medizin als Laxans verwendet.

Man kann als Beispiele für viele Salze nennen, die von praktischer Bedeutung sind. die oben erwähnte jedoch – die am häufigsten.

Kraft Schnaps

Diese Substanz ist eine Lösung, die durch die thermische Behandlung von Holz gebildet ist, das heißt Cellulose. Der Hauptzweck dieser Verbindung – erhält ihr Auge durch Absetzen. Die chemische Zusammensetzung der Sulfatlauge ist wie folgt:

  • Lignin;
  • Hydroxy;
  • Monosaccharide;
  • Phenole;
  • Harze;
  • und flüchtige Fettsäuren;
  • Sulfide, Chloride, Carbonate und Sulfate von Natrium.

Es gibt zwei Haupttypen von Materialien: weiß und schwarz Kraft Alkohol. Weiß geht an die Zellstoff- und Papierindustrie und die schwarz für Schwarzlauge in der Industrie verwendet.

Hauptanwendungen

Die jährliche Produktion von Schwefelsäure ist 160 Millionen. Tonnen pro Jahr. Dies ist eine sehr wichtige Figur, die die Bedeutung und Verbreitung dieser Verbindung zeigt. Es gibt mehrere Branchen und Orte, an denen sie die Verwendung von Säuresulfat notwendig sind:

  1. Die Batterie als Elektrolyt, insbesondere in Blei.
  2. In Anlagen, in denen Sulfatdünger produziert. Der Großteil der Säure ist gerade die Herstellung von Mineraldünge Pflanzen. Daher Anlagen zur Herstellung von Schwefelsäure und die Herstellung von Düngemitteln oft in der Nähe bauen.
  3. In der Lebensmittelindustrie als Emulgator bezeichnet E513-Code.
  4. Zahlreiche organische Synthese als Dehydratisierungsmittel, Katalysator. Der so erhaltene Sprengstoff, Harze, Detergentien, Nylon, Polypropylen und Ethylen, Farbstoffe, chemische Fasern, Ester und andere Verbindungen.
  5. Verwenden Sie in Filter für die Wasseraufbereitung und Herstellung von destilliertem Wasser.
  6. Wurde in der Gewinnung und Verarbeitung von seltenen Elementen aus dem Erz.

Auch eine Menge Schwefelsäure auf Laborversuchen verbracht, wo sie von lokalen Mitteln erzeugt wird.