** Substanțe anorganice

SUBSTANTE ANORGANICE

Acidul sulfuric (H2SO4)

 

♦ Structură și compoziție

Acidul sulfuric este un oxiacid diprotic. Molecula sa este alcătuită din un atom de S, patru atomi de O și doi atomi de H legați prin legături covalente polare simple sau duble.

• Raport atomic: H : S : O = 2 : 1 : 4

• Raport de masă: H : S : O = 1 : 16 : 32

• Compoziția procentuală: 2,05 % H; 32,65 % S; 65,3 % O.

 

♦ Stare naturală

Acidul sulfuric se găsește liber foarte puțin în glandele unor moluște.

Sub formă de compuși (sulfați): sulfatul de calciu (CaSO4•2H2O- gips) și sulfatul de magneziu (MgSO4•7H2O).

 

♦ Metode de obținere

În industrie, H2SO4 se obține prin procedeul prin contact, care se desfășoară în trei etape:

a. Obținerea SO2

4 FeS2 + 11 O2 → 2 Fe2O3 + 8 SO2↑  

b. Oxidarea catalitică a SO2

2 SO2 + O2 → 2 SO3↑  

c. Absorbția SO3

SO3 + H2O → H2SO4  

 

♦ Proprietăți fizice

• lichid uleios, incolor și inodor;

• mai greu decât apa (ρ=1,84 g/mL);

• foarte avid de apă (higroscopic);

• foarte solubil în apă.

♨ATENŢIE! Dizolvarea H2SO4 în apă este puternic exotermă. Pentru a evita eventualele accidente, la diluarea unei soluţii concentrate de acid sulfuric se toarnă soluţia de acid în apă și nu invers.

 

♦ Proprietăți chimice

1. Acțiunea asupra indicatorilor.

În prezența acidului sulfuric culorile celor mai utilizaţi indicatori sunt:

Indicator
Culoare
turnesol
roşu
metiloranj
roşu
fenolftaleină
incolor

 

2. Reacția cu metalele

3 H2SO4 + 2 Al → 2 Al2(SO4)3 + 3 H2↑ Soluția de acid poate fi diluată sau concentrată
H2SO4 + Zn → ZnSO4+ H2↑ Soluție diluată de acid
2 H2SO4 + Zn → ZnSO4+ SO2↑ + 2 H2O Soluție concentrată de acid
H2SO4 + Fe → FeSO4+ H2↑ Soluție diluată de acid
H2SO4 + Fe → pasivare Soluție concentrată de acid
H2SO4 + Cu → nu reacționează Soluție diluată de acid
2 H2SO4 + Cu → CuSO4+ SO2↑ + 2 H2O Soluție concentrată de acid
2 H2SO4 + 2 Ag → Ag2SO4+ SO2↑ + 2 H2O Soluție concentrată de acid

 

Reacția acidului sulfuric cu metalelor situate imediat după hidrogen în seria reactivității (Cu, BI, Sb, Hg, Ag) decurge practic în două etape: reacția metalului cu acidul cu formare de oxid și apă, urmată de transformarea oxizilor în săruri:

H2SO4 + Cu → CuO + SO2↑ + H2O   (obținerea oxidului)
H2SO4 + CuO → CuSO4 + H2O   (obținerea sării)
2 H2SO4 + Cu → CuSO4 + SO2↑ + 2 H2O   (reacția globală)
H2SO4 + 2 Ag → Ag2O + SO2↑ + H2O   (obținerea oxidului)
H2SO4 + Ag2O → Ag2SO4 + H2O   (obținerea sării)
2 H2SO4 + 2 Ag → Ag2SO4+ SO2↑ + 2 H2O   (reacția globală)

 

3. Reacția cu bazele (reacția de neutralizare)

H2SO4 + 2 NaOH → Na2SO4+ 2 H2O  
H2SO4 + Ca(OH)2 → CaSO4+ 2 H2O  

 

4. Reacția cu oxizii bazici

H2SO4 + CuO → CuSO4 + H2O  
3 H2SO4 + Al2O3 → Al2(SO4)3 + 3 H2O  

 

5. Reacția cu sărurile. Acidul sulfuric scoate din săruri acizii mai slabi, precum și acidul clorhidric, care este volatil

H2SO4 + Na2CO3 → Na2SO4 + H2CO3 (H2O + CO2↑) carbonați
H2SO4 + 2 KNO3 → K2SO4 + 2 HNO3 azotați
3 H2SO4 + Ca3(PO4)2 → 3 CaSO4 + 2 H3PO4 fosfați
H2SO4 + FeS → FeSO4 + H2S↑ sulfuri
H2SO4 + 2 NaCl → H2CO3 + 2 HCl ↑ cloruri

 

5. Reacția de recunoaștere. Ionul sulfat (SO42-) poate fi identificat prin precipitare sub formă de BaSO4:

H2SO4 + BaCl2 → 2 HCl + BaSO4↓ precipitat alb lăptos

 

6. Reacția cu nemetalele.

2 H2SO4 + C → H2O + CO2↑+ 2 SO2↑ reacția cu carbonul
2 H2SO4 + S → H2O + 3 SO2↑ reacția cu sulful

 

7. Deshidratarea substanțelor organice. Datorită caracterului higroscopic, acidul sulfuric este catalizator la deshidratarea zaharozei:

C12H22O11 → 12 C + 11 H2O  

 

♦ Utilizări

• în agricultură (îngrășăminte cu P și N);

• în laborator (obținerea hidrogenului, HCl, HNO3, agent deshidratant etc.);

• în tehnică (acumulatoare cu Pb);

• în industrie (obținerea de mase plastice, explozivi, coloranți, hârtrie, rafinarea petrolului și a uleiurilor etc.).

© Bulgaru Laurențiu & Bulgaru Elena. Toate drepturile rezervate.