Сулфурна киселина

хемиско соединение

Сулфурна киселина ― високо корозивна силна минерална киселина со молекулска формула H2SO4. Таа претставува остра-етерична, безбојна до малку жолта вискозна течност која е растворлива во вода во сите концентрации.[4] Понекогаш, тоа е обоена темнокафеава во текот на производството за да се алармираат луѓето на опасност.[5] Историското име на оваа киселина е „масло од камен“,[6] а нејзината густина е околу двапати поголема од онаа на водата. Во молекулата на сулфурната киселина има два водордодни атома што можат да се одделат од неа. При постепеното откинување на овие атоми се образуваат два јона и тогаш сулфурната киселина образува два вида соли: сулфати и хидрогенсулфати. Сулфурната киселина е една од најсилните солни киселини, а концентрираната сулфурна киселина делува дехидратационо, т.е. одзема вода од воздухот, па удри и од супстанциите во кои нема молекули на вода, туку само атоми од водород и кислород (сахароза, целулоза итн.). При разредувањето на сулфурната киселина секогаш треба да се додава сулфурна киселина во вода, а не обратно.[7]

Сулфурна киселина
Крупен модел
Топчесто-стапчест модел
S=O bond length = 142.2 pm, S-O bond length = 157.4 pm, O-H bond length = 97 pm
Назнаки
7664-93-9 Ок
ChEBI CHEBI:26836 Ок
ChEMBL ChEMBL572964 Ок
ChemSpider 1086 Ок
EC-број 231-639-5
3Д-модел (Jmol) Слика
KEGG D05963 Ок
RTECS-бр. WS5600000
UNII O40UQP6WCF Ок
ОН-бр. 1830
Својства
Хемиска формула
Моларна маса 0 g mol−1
Изглед Проѕирна, безбојна течност без мирис
Густина 1.84 г/цм3, течна
Точка на топење
Точка на вриење
се меша
Парен притисок 0.001 mmHg (20°C)[1]
Киселост (pKa) −3, 1.99
Вискозност 26.7 cP (20 °C)
Термохемија
Ст. енталпија на
формирање
ΔfHo298
−814 kJ·mol−1[2]
Стандардна моларна
ентропија
So298
157 J·mol−1·K−1[2]
Опасност
GHS-ознаки:
Пиктограми
GHS05: Разјадливо
Сигнални зборови
Опасност
Изјави за опасност
H314
Изјави за претпазливост
P260, P264, P280, P301+P330+P331, P303+P361+P353, P304+P340, P305+P351+P338, P310, P321, P363, P405, P501
NFPA 704
3
0
2
Температура на запалување {{{value}}}
15 mg/м3 (IDLH), 1 mg/м3 (TWA), 2 mg/м3 (STEL)
Смртоносна доза или концентрација:
2140 mg/kg (rat, oral)[3]
50 mg/м3(guinea pig, 8 hr)
510 mg/м3(rat, 2 hr)
320 mg/м3(mouse, 2 hr)
18 mg/м3(guinea pig)[3]
NIOSH (здравствени граници во САД):
PEL (дозволива)
TWA 1 mg/м3[1]
REL (препорачана)
TWA 1 mg/м3[1]
IDLH (непосредна опасност)
15 mg/м3[1]
Слични супстанци
Слични силни киселини Селенова киселина
Солна киселина
Азотна киселина
Хромна киселина
Слични супстанци Сулфуреста киселина
Пероксимоносулфурна киселина
Сулфур триоксид
Олеум
Дополнителни податоци
 Ок(што е ова?)  (провери)
Освен ако не е поинаку укажано, податоците се однесуваат на материјалите во нивната стандардна состојба (25 °C, 100 kPa)
Наводи

Сулфурната киселина е дипротонска киселина и покажува различни својства во зависност од концентрацијата. Предизвикува корозија на многу материјали, како металите, животинските ткива, дури и на камен. Таа е главно со силно кисела одлика доколку е концентрирана, има дехидратациски и оксидациски својства. Сулфурната киселина со висока концентрација може да предизвика многу тешки оштетувања преку директен допир, и тоа хемиски изгореници преку хидролиза, но исто така и среднотоплински изгореници преку дехидратација.[8][9] Тоа може да води до трајно слепило ако се распрсне кон очите и иреверзибилни оштетувања доколку се проголта.[8] Според тоа, безбедносните мерки на претпазливост треба строго да се почитуваат при работа со неа. Покрај тоа, таа е хигроскопна, лесно впива водена пареа од воздухот.[4]

Добивање и примена

уреди

Сулфурот образува два оксида: сулфур диоксид со оксидационен број +4 и сулфур триоксид со оксидационен број +6. Сулфур диоксидот се среќава многу почесто, но за добивањето на сулфурната киселина е поважен сулфур триоксидот кој е анхидрид на сулфурната киселина. Сулфур триоксидот може да се раствора во вода, но побезбедно е ако се раствора во концентрирана сулфурна киселина при што добиениот продукт се вика олеум. Со длеумно разредување на олеумот се добива концентрирана сулфурна киселина во која масениот удел на H2SO4 изнесува околу 0,98.[10]

Сулфурната киселина е најважното соединение на сулфурот и еден од најважните прозиводи во хемиската индустрија. Сулфурната киселина наоѓа широка примена во добивањето на другите киселини, во производството на вештачки ѓубрива, како електролит во оловните акумулатори, а се употребува и во лабораториската практика. Основна суровина за добивање на сулфурната киселина е сулфур диоксидот кој се добива со согорување на сулфурот (таму каде што постои амороден сулфур). Ако не постои самороден сулфур, тогаш сулфур диоксидот се добива како спореден производ во производството на бакар, олово и цинк. Сулфур диоксидот се претвора во сулфур триоксид со каталитичка оксидација. Во минатото како катализатор се користел азот диоксид, а целата постапка се одвивала во оловни комори. Денес се користи т.е. контактен процес во кој како катализатор служи диванадиум пентаоксид.[11]

Хемиски својства

уреди

Реакции со метали

уреди

Дури и разредената сулфурна киселина реагира со многу метали преку една реакција на поместување, како и другите вообичаени киселини, произведувајќи гас водород и сол (метален сулфат). Напаѓа реактивни метали (метали на положби над бакар во низа на реактивност) како што се железо, алуминиум, цинк, манган, магнезиум и никел.

Fe + H
2
SO
4
→ H
2
+ FeSO
4

Концентрираната сулфурна киселина може да послужи како оксидирачки агенс, ослободувајќи сулфур диоксид:[8]

Cu + 2 H
2
SO
4
→ SO
2
+ 2 H
2
O + SO2−
4
+ Cu2+

Оловото и волфрамот, сепак, се отпорни на сулфурна киселина.

Реакции со јаглерод и сулфур

уреди

Топла концентрирана сулфурна киселина го оксидира јаглеродот[12] (како битуменски јаглен) и сулфур:

C + 2 H
2
SO
4
→ CO
2
+ 2 SO
2
+ 2 H
2
O
S + 2 H
2
SO
4
→ 3 SO
2
+ 2 H
2
O

Реакција со натриум хлорид

уреди

Таа реагира со натриум хлорид и дава гас хлороводород и натриум бисулфат:

NaCl + H
2
SO
4
→ NaHSO
4
+ HCl

Електрофилна ароматична замена

уреди

Бензенот е подложен на електрофилна ароматична замена со сулфурна киселина за да ги даде соодветните сулфонски киселини:[13]

 

Галерија

уреди

Поврзано

уреди

Наводи

уреди
  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 „Џебен водич за опасните хемиски материи #0577“. Национален институт за безбедност и здравје при работа (NIOSH). (англиски)
  2. 2,0 2,1 Zumdahl, Steven S. (2009). Chemical Principles 6th Ed. Houghton Mifflin Company. стр. A23. ISBN 0-618-94690-X.
  3. 3,0 3,1 „Sulfuric acid“. Immediately Dangerous to Life and Health. National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
  4. 4,0 4,1 „Sulfuric acid safety data sheet“ (PDF). arkema-inc.com. Архивирано од изворникот (PDF) на 2011-04-09. Посетено на 2015-06-12. Clear to turbid oily odorless liquid, colorless to slightly yellow.
  5. „Sulfuric acid“. chemicalland21.com. Colorless (pure) to dark brown, oily, dense liquid with acrid odor.
  6. sulfuric acid. Encyclopædia Britannica. 2010.
  7. Бојан Шоптрајанов, Хемија за втора година на реформираното гимназиско образование (петто изменето и дополнето издание). Скопје: Просветно дело, 2009, стр. 130-131.
  8. 8,0 8,1 8,2 „Sulfuric acid – uses“. dynamicscience.com.au. Архивирано од изворникот на 9 мај 2013.
  9. „BASF Chemical Emergency Medical Guidelines - Sulfuric acid (H2SO4)“ (PDF). BASF Chemical Company. 2012. Посетено на December 18, 2014.
  10. Бојан Шоптрајанов, Хемија за втора година на реформираното гимназиско образование (петто изменето и дополнето издание). Скопје: Просветно дело, 2009, стр. 129.
  11. Бојан Шоптрајанов, Хемија за втора година на реформираното гимназиско образование (петто изменето и дополнето издание). Скопје: Просветно дело, 2009, стр. 131-132.
  12. Kinney, Corliss Robert; Grey, V. E. (1959). Reactions of a Bituminous Coal with Sulfuric Acid (PDF). Pennsylvania State University. Архивирано од изворникот (PDF) на 2017-04-28.
  13. Carey, F. A. „Reactions of Arenes. Electrophilic Aromatic Substitution“. On-Line Learning Center for Organic Chemistry. Универзитет во Калгари. Архивирано од изворникот на 6 јули 2008. Посетено на 21 февруари 2023.CS1-одржување: неподобна URL (link)

Надворешни врски

уреди