Фізичні властивості
Хімічно чиста сульфатна кислота являє собою важку безбарвну маслянисту рідину. Продається звичайно її 96,5 % - ний водний розчин густиною 1,84 г/см3 або так званий «олеум», тобто розчин SO3 в H2SO4. У воді H2SO4 розчиняється дуже добре (змішується з водою в необмежених кількостях). При цьому виділяється тепло, і розчин дуже сильно нагрівається (навіть до кипіння води). Тому при додаванні води до концентрованої сульфатної кислоти остання розбризкується внаслідок швидкого перетворення води в пару. Через це при розведенні концентрованої H2SO4 треба кислоту вливати у воду (а не навпаки!) тонким струменем при старанному розмішуванні розчину скляною паличкою. Виділення тепла обумовлюється утворенням гідратів H2SO4 • H2O, H2SO4 • 2H2O і ін.
Концентрована H2SO4 активно вбирає вологу, завдяки чому її часто застосовують для висушування газів, які хімічно не взаємодіють з нею. Концентрована сульфатна кислота руйнує рослинні і тваринні організми, і працювати з нею слід дуже обережно. Якщо кислота попаде на шкіру, її треба негайно змити великою кількістю води і промити уражене місце розведеним розчином амоніаку. Сульфатна кислота руйнує також багато органічних речовин, зокрема вуглеводи — дерево, папір, бавовняні тканини, цукор тощо. Руйнування цих речовин обумовлюється тим, що концентрована сульфатна кислота віднімає від них водень і кисень у вигляді води, а вуглець залишається у вигляді пористого вугілля. Обвуглювання цукру, наприклад, можна схематично зобразити таким рівнянням:
- C12H22O11 + (nH2SO4) -> 12C +11H2O (nH2SO4)
Застосування
Застосування сульфатної кислоти дуже широке і різноманітне. Головним споживачем її є виробництво мінеральних добрив — суперфосфату і сульфату амонію, а також нафтова промисловість для очистки газу, мінеральних масел та інших нафтопродуктів. У хімічній промисловості цю кислоту застосовують при виробництві барвників, штучного волокна, залізного купоросу FeSO4•7H2O, мідного купоросу CuSO4 • 5H2O і інших продуктів.
Технічне добування сульфатної кислоти
В основі процесу промислового добування сульфатної кислоти лежать такі хімічні реакції:
1) реакція одержання сульфітного ангідриду SO2 спалюванням сірки або випалюванням залізного колчедану (піриту) FeS2:
- 4Fe2+S1-2 + 11O0 = 2 Fe3+2О2-3 + 8S4+О2-2 ^|
|
Fe2 + − 1e = Fe3 + |
|
4 |
|
2S1 − − 10e = 2S4 + |
44 |
|
|
|
|
11 |
2) окиснення сульфітного ангідриду в сульфатний ангідрид: 2S4+O2 + O02 = 2S6+O2-3
3) сполучення сульфатного ангідриду з водою:
Основну масу сульфітного ангідриду одержують при випалюванні піриту. Випалювання FeS2 і спалювання сірки проводять у спеціальних печах. Значні кількості SO2 одержують також як побічний продукт у кольоровій металургії при випалюванні сульфідних руд.
Окиснення сульфітного ангідриду в сульфатний ангідрид здійснюють двома методами: контактним і нітрозним. Назва методу «контактний» походить від того, що окиснення SO2 в SO3 киснем відбувається при контакті (дотику) обох газів на поверхні твердого каталізатора. Від цього і сам метод добування сульфатної кислоти одержав назву контактного.
Каталізатором при окисненні SO2 в SO3 контактним методом раніше служила лише роздрібнена платина. Тепер з цією метою використовують значно дешевий ванадійовий ангідрид V2O5 та інші каталізатори.
Сульфатна кислота - у водних розчинах дисоціює майже повністю та відноситься до сильних кислот: Н2SО4 == 2Н+ + SО42- Солі сульфатної кислоти мають назву сульфати. Наприклад: Mg SО4 - Магній сульфат. При дії розведеної сульфатної кислоти на метали, які у електрохімічному ряді активності металів розташовані ліворуч водню, виділяється водень. Mg + Н2SО4 =Н2+ Mg SО4 Сульфатна кислота реагує з основними оксидами, основами та солями. ZnO + H2SO4 =ZnSO4 + H2O ZnO + 2H+ +SO42- = Zn2+ +SO42- + H2O ZnO + 2H+ = Zn2+ + H2O 2NaOH + H2SO4= Na2SO4 + 2H2O 2Na++ 2OH- +2H+ +SO42- =2Na++ SO42- + 2H2O H++OH- = H2O Якісна реакція на сульфат-йон –утворення білого сірчистого осаду з солями Барію. Н2SО4 + 2КОН= К2SО4 + 2Н2О; Н2SО4 +СаО = Са SО4 +Н2О; К2SО4 +Ва(NO3)2=BaSO4+2KNO3.
| 
