h2so4 электрондық және құрылымдық формуласы. Күкірт қышқылы – химиялық қасиеттері және өнеркәсіптік өндірісі. Сумен әрекеттесу

Жаңа тақырып: Күкірт қышқылы -Х 2 SO 4

1. Күкірт қышқылының электрондық және құрылымдық формулалары

*S - күкірт қозған күйде 1S 2 2S 2 2P 6 3S 1 3P 3 3d 2

Күкірт қышқылы молекуласының электрондық формуласы:

Күкірт қышқылы молекуласының құрылымдық формуласы:

1 H - -2 O -2 O

1 H - -2 O -2 O

2. Түбіртек:

Күкірт қышқылын алудың химиялық процестерін келесі схема түрінде көрсетуге болады:

S + O 2 + O 2 + H 2 O

FeS 2 SO 2 SO 3 H 2 SO 4

Күкірт қышқылы үш кезеңде өндіріледі:

1 кезең.Шикізат ретінде күкірт, темір колчеданы немесе күкіртсутек қолданылады.

4 FeS 2 + 11 O 2 \u003d 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

2 кезең. V 2 O 5 катализаторының көмегімен SO 2-нің SO 3-ке оттегімен тотығуы

2SO 2 + O 2 \u003d 2SO 3 + Q

3-ші кезең. SO 3-ті күкірт қышқылына айналдыру үшін су пайдаланылмайды. күшті қыздыру және күкірт қышқылының концентрлі ерітіндісі бар.

SO 3 + H 2 O H 2 SO 4

Нәтиже - олеум - ерітіндіSO 3 күкірт қышқылында.

Құрылғының схемасы(оқулықты 105 б. қараңыз)

3.Физикалық қасиеттері.

а) сұйық ә) түссіз в) ауыр (витриол) г) ұшпа

г) суда еріген кезде қатты қызу пайда болады ( сондықтан күкірт қышқылын құю керексу, Акерісінше емес!)

4. Күкірт қышқылының химиялық қасиеттері.

СұйылтылғанХ 2 SO 4	шоғырланғанХ 2 SO 4
Қышқылдардың барлық қасиеттеріне ие	Арнайы қасиеттері бар
1.Индикатор түсін өзгертеді: H 2 SO 4 H + + HSO 4 - HSO 4 - H + +SO 4 2- 2.Сутегіге төзімді металдармен әрекеттеседі: Zn + H 2 SO 4 ZnSO 4 +H 2 3. Негізгі және амфотерлі оксидтермен әрекеттеседі: MgO + H 2 SO 4 MgSO 4 + H 2 O 4. Негіздермен әрекеттеседі (бейтараптандыру реакциясы) 2NaOH + H 2 SO 4 Na 2 SO 4 + 2H 2 O артық қышқыл қышқылдық тұздар түзеді NaOH + H 2 SO 4 NaHSO 4 +H 2 O 5. Құрғақ тұздармен әрекеттеседі, олардан басқа қышқылдарды ығыстырады (бұл ең күшті және ұшпайтын қышқыл): 2NaCl+H 2 SO 4 Na 2 SO 4 +2HCl 6. Егер ерімейтін тұз түзілсе, тұз ерітінділерімен әрекеттеседі: BaCl 2 +H 2 SO 4 BaSO 4 +2HCl- ақшөгінді ионға сапалық реакцияSO 4 2- 7. Қыздырғанда ыдырайды: H 2 SO 4 H 2 O + SO 3	1. Концентрлі H 2 SO 4 ең күшті тотықтырғыш болып табылады, қыздырғанда барлық металдармен әрекеттеседі (Au және Pt-дан басқа). Бұл реакцияларда металдың белсенділігіне және жағдайға байланысты S, SO 2 немесе H 2 S бөлінеді. Мысалы: Cu+ conc 2H 2 SO 4 CuSO 4 +SO 2 +H 2 O 2.конц. H 2 SO 4 темір мен алюминийді пассивтендіреді, сондықтан оны болатпен тасымалдауға болады және алюминий цистерналары. 3. конц. H 2 SO 4 суды жақсы сіңіреді H 2 SO 4 + H 2 O H 2 SO 4 * 2H 2 O Сондықтан ол органикалық заттарды итермелейді

5. Қолданба: Күкірт қышқылы әртүрлі салаларда қолданылатын ең маңызды өнімдердің бірі. Оның негізгі тұтынушылары өндіріс болып табылады минералды тыңайтқыштар, металлургия, мұнай өнімдерін тазалау. Күкірт қышқылы басқа қышқылдарды, жуғыш заттарды, жарылғыш заттарды, дәрі-дәрмектерді, бояуларды өндіруде және қорғасын-қышқылды аккумуляторлар үшін электролиттер ретінде қолданылады. (Оқулық 103-бет).

6.Күкірт қышқылының тұздары

Күкірт қышқылы сатылы диссоциацияланады

H 2 SO 4 H + + HSO 4 -

HSO 4 - H + +SO 4 2-

сондықтан ол екі түрлі тұз түзеді – сульфаттар мен гидросульфаттар

Мысалы: Na 2 SO 4 - натрий сульфаты (орташа тұз)

Na HSO 4 - натрий сутегі сульфаты (қышқыл тұзы)

Ең көп қолданылатындары:

Na 2 SO 4 * 10H 2 O - Глаубер тұзы (сода, шыны өндірісінде, медицинада және

ветеринария.

CaSO 4 * 2H 2 O - гипс

CuSO 4 * 5H 2 O - мыс сульфаты (ауыл шаруашылығында қолданылады).

Зертханалық тәжірибе

Күкірт қышқылының химиялық қасиеттері.

Жабдық: Пробиркалар.

Реагенттер:күкірт қышқылы, метил апельсин, мырыш, магний оксиді, натрий гидроксиді және фенолфталеин, натрий карбонаты, барий хлориді.

ә) Бақылаулар кестесін толтыру

Күкірт қышқылының физикалық қасиеттері:
Ауыр майлы сұйықтық («витриол»);
тығыздығы 1,84 г/см3; ұшпа емес, суда жақсы еритін - күшті қыздырумен; t°pl. = 10,3°C, bp \u003d 296 ° C, өте гигроскопиялық, суды кетіретін қасиеттерге ие (қағазды, ағашты, қантты көмірлеу).

Ылғалданудың қызуы сонша, қоспа қайнап, шашырап, күйіп қалуы мүмкін. Сондықтан суға қышқыл қосу керек, керісінше емес, өйткені қышқылға су қосқанда қышқылдың бетінде жеңіл су болады, онда барлық бөлінген жылу шоғырланады.

Күкірт қышқылының өнеркәсіптік өндірісі (байланыс әдісі):

1) 4FeS 2 + 11O 2 → 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

2) 2SO 2 + O 2 V 2 O 5 → 2SO 3

3) nSO 3 + H 2 SO 4 → H 2 SO 4 nSO 3 (олеум)

Ұнтақталған тазартылған ылғалды пирит (күкірт колчеданы) күйдіру үшін пешке жоғарыдан құйылады. сұйық төсек«. Төменнен (қарсы ағын принципі) оттегімен байытылған ауа өтеді.
Пештен пеш газы шығады, оның құрамы: SO 2, O 2, су буы (пирит ылғалды болды) және шлактың ең ұсақ бөлшектері (темір оксиді). Газ қатты бөлшектердің қоспаларынан (циклонда және электростатикалық тұндырғышта) және су буынан (кептіру мұнарасында) тазартылады.
Контактілі аппаратта күкірт диоксиді реакция жылдамдығын арттыру үшін V 2 O 5 катализаторы (ванадий пентоксиді) көмегімен тотықтырылады. Бір оксидтің екіншісіне тотығу процесі қайтымды. Сондықтан олар таңдайды оңтайлы жағдайлартікелей реакцияның жүруі Жоғарғы қан қысымы(өйткені тікелей реакция жалпы көлемнің азаюымен жүреді) және температура 500 С жоғары емес (реакция экзотермиялық болғандықтан).

Абсорбциялық мұнарада күкірт оксиді (VI) концентрлі күкірт қышқылымен жұтылады.
Суды сіңіру қолданылмайды, өйткені күкірт оксиді суда көп мөлшерде жылу бөле отырып ериді, сондықтан пайда болған күкірт қышқылы қайнап буға айналады. Күкірт қышқылы тұманының пайда болуын болдырмау үшін 98% концентрлі күкірт қышқылын қолданыңыз. Күкірт оксиді мұндай қышқылда өте жақсы ериді, олеум түзеді: H 2 SO 4 nSO 3

Күкірт қышқылының химиялық қасиеттері:

H 2 SO 4 күшті екі негізді қышқыл, ең күшті минералды қышқылдардың бірі, полярлығы жоғары болғандықтан, H - O байланысы оңай бұзылады.

1) Күкірт қышқылы сулы ерітіндіде диссоциацияланады , сутегі ионын және қышқыл қалдығын түзеді:
H 2 SO 4 \u003d H + + HSO 4 -;
HSO 4 - \u003d H + + SO 4 2-.
Жиынтық теңдеу:
H 2 SO 4 \u003d 2H + + SO 4 2-.

2) Күкірт қышқылының металдармен әрекеттесуі:
Сұйылтылған күкірт қышқылы сутегінің сол жағындағы кернеу қатарындағы металдарды ғана ерітеді:
Zn 0 + H 2 +1 SO 4 (razb) → Zn +2 SO 4 + H 2

3) Күкірт қышқылының әрекеттесуінегізгі оксидтермен:
CuO + H 2 SO 4 → CuSO 4 + H 2 O

4) Күкірт қышқылының әрекеттесуігидроксидтер:
H 2 SO 4 + 2NaOH → Na 2 SO 4 + 2H 2 O
H 2 SO 4 + Cu(OH) 2 → CuSO 4 + 2H 2 O

5) Тұздармен алмасу реакциялары:
BaCl 2 + H 2 SO 4 → BaSO 4 ↓ + 2HCl
BaSO 4 (қышқылдарда ерімейтін) ақ тұнбасының түзілуі күкірт қышқылын және еритін сульфаттарды анықтау үшін қолданылады (сульфат ионының сапалық реакциясы).

Концентрлі H 2 SO 4 ерекше қасиеттері:

1) шоғырланған күкірт қышқылы болып табылады күшті тотықтырғыш ; металдармен әрекеттескенде (Au, Pt-дан басқа) металдың белсенділігіне байланысты S +4 O 2 , S 0 немесе H 2 S -2 дейін қалпына келеді. Қыздырмай, Fe, Al, Cr - пассивациямен әрекеттеспейді. Ауыспалы валентті металдармен әрекеттескенде соңғылары тотығады жоғары тотығу дәрежелеріне дейін сұйылтылған қышқыл ерітіндісіне қарағанда: Fe0→ Fe 3+ , Cr 0→ Cr 3+ , Mn 0→Mn4+,sn 0→ sn 4+

белсенді металл

8 Al + 15 H 2 SO 4 (конк.) → 4Al 2 (SO 4) 3 + 12H 2 O + 3 H 2 S
4│2Al 0 – 6 e- → 2Al 3+ - тотығу
3│ S 6+ + 8e → S 2– қалпына келтіру

4Mg+ 5H 2 SO 4 → 4MgSO 4 + H 2 S + 4H 2 O

Орташа активті металл

2Cr + 4 H 2 SO 4 (конк.) → Cr 2 (SO 4) 3 + 4 H 2 O + С
1│ 2Cr 0 - 6e → 2Cr 3+ - тотығу
1│ S 6+ + 6e → S 0 - қалпына келтіру

Металл белсенді емес

2Bi + 6H 2 SO 4 (конк.) → Bi 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O + 3 SO2
1│ 2Bi 0 - 6e → 2Bi 3+ - тотығу
3│ S 6+ + 2e →S 4+ - қалпына келтіру

2Ag + 2H 2 SO 4 → Ag 2 SO 4 + SO 2 + 2H 2 O

2) Концентрлі күкірт қышқылы кейбір бейметалдарды тотықтырады, әдетте, максималды тотығу дәрежесіне дейін, оның өзі тотықсызданады.S+4O2:

C + 2H 2 SO 4 (conc) → CO 2 + 2SO 2 + 2H 2 O

S+ 2H 2 SO 4 (conc) → 3SO 2 + 2H 2 O

2P+ 5H 2 SO 4 (conc) → 5SO 2 + 2H 3 PO 4 + 2H 2 O

3) Күрделі заттардың тотығуы:
Күкірт қышқылы HI және HBr-ды бос галогендерге дейін тотықтырады:
2 KBr + 2H 2 SO 4 \u003d K 2 SO 4 + SO 2 + Br 2 + 2H 2 O
2 KI + 2H 2 SO 4 \u003d K 2 SO 4 + SO 2 + I 2 + 2H 2 O
Концентрлі күкірт қышқылы хлорид иондарын бос хлорға дейін тотықтыра алмайды, бұл алмасу реакциясы арқылы HCl алуға мүмкіндік береді:
NaCl + H 2 SO 4 (конц.) = NaHSO 4 + HCl

Күкірт қышқылы құрамында гидроксил топтары бар органикалық қосылыстардан химиялық байланысқан суды жояды. Концентрлі күкірт қышқылының қатысуымен этил спиртін сусыздандыру этиленнің түзілуіне әкеледі:
C 2 H 5 OH \u003d C 2 H 4 + H 2 O.

Қанттың, целлюлозаның, крахмалдың және басқа көмірсулардың күкірт қышқылымен жанасқанда күйуі олардың сусыздануымен де түсіндіріледі:
C 6 H 12 O 6 + 12H 2 SO 4 \u003d 18H 2 O + 12SO 2 + 6CO 2.

Сұйылтылмаған күкірт қышқылы ковалентті қосылыс болып табылады.

Молекулада күкірт қышқылы төрт оттегі атомымен тетраэдрлі қоршалған, олардың екеуі гидроксил топтарының бөлігі болып табылады. S–O байланыстары қос, S–OH байланыстары бір.

Түссіз, мұз тәрізді кристалдар қабаттасқан құрылымға ие: әрбір H 2 SO 4 молекуласы төрт көршілес күшті сутектік байланыспен байланысып, біртұтас кеңістіктік шеңберді құрайды.

Сұйық күкірт қышқылының құрылымы қатты дененің құрылымына ұқсас, тек кеңістіктік жақтаудың тұтастығы бұзылады.

Күкірт қышқылының физикалық қасиеттері

Қалыпты жағдайда күкірт қышқылы ауыр майлы сұйықтық, түссіз және иіссіз. Техникада күкірт қышқылын оның сумен де, күкірт ангидридімен де қоспалары деп атайды. Егер SO 3: H 2 O молярлық қатынасы 1-ден аз болса, онда бұл күкірт қышқылының судағы ерітіндісі, 1-ден көп болса, күкірт қышқылындағы SO 3 ерітіндісі.

100% H 2 SO 4 10,45 °C температурада кристалданады; Т bp = 296,2 °C; тығыздығы 1,98 г/см 3 . H 2 SO 4 кез келген қатынаста H 2 O және SO 3 араласып гидраттар түзеді, гидратация жылуы соншалық, қоспа қайнап, шашырап, күйіп қалуы мүмкін. Сондықтан суға қышқыл қосу керек, керісінше емес, өйткені қышқылға су қосқанда қышқылдың бетінде жеңіл су болады, онда барлық бөлінген жылу шоғырланады.

Құрамында 70%-ға дейін H 2 SO 4 бар күкірт қышқылының сулы ерітінділерін қыздырып, қайнатқанда бу фазасына тек су буы шығады. Күкірт қышқылының булары концентрлі ерітінділердің үстінде де пайда болады.

Құрылымдық ерекшеліктері мен аномалиялары бойынша сұйық күкірт қышқылы суға ұқсас. Мұнда сутегі байланыстарының бірдей жүйесі, бірдей дерлік кеңістіктік шеңбер.

Күкірт қышқылының химиялық қасиеттері

Күкірт қышқылы ең күшті минералды қышқылдардың бірі болып табылады, оның жоғары полярлығына байланысты H-O байланысы оңай бұзылады.

Күкірт қышқылы сулы ерітіндіде диссоциацияланады , сутегі ионын және қышқыл қалдығын түзеді:

H 2 SO 4 \u003d H + + HSO 4 -;

HSO 4 - \u003d H + + SO 4 2-.

Жиынтық теңдеу:

H 2 SO 4 \u003d 2H + + SO 4 2-.

Қышқылдардың қасиеттерін көрсетеді , металдармен, металл оксидтерімен, негіздермен және тұздармен әрекеттеседі.

Сұйылтылған күкірт қышқылы тотықтырғыш қасиет көрсетпейді, металдармен әрекеттескен кезде сутегі және құрамында металы ең төменгі тотығу күйіндегі тұз бөлінеді. Суықта қышқыл темір, алюминий және тіпті барий сияқты металдарға инертті.

Концентрлі қышқылдың тотықтырғыш қасиеті бар. Ықтимал өзара әрекеттесу өнімдері қарапайым заттарконцентрлі күкірт қышқылымен кестеде келтірілген. Тотықсыздану өнімінің қышқылдың концентрациясына және металдың белсенділік дәрежесіне тәуелділігі көрсетілген: метал неғұрлым белсенді болса, күкірт қышқылының сульфат ионын соғұрлым тереңдетеді.

Оксидтермен әрекеттесу:

CaO + H 2 SO 4 \u003d CaSO 4 \u003d H 2 O.

Негіздермен әрекеттесу:

2NaOH + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + 2H 2 O.

Тұздармен әрекеттесу:

Na 2 CO 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + CO 2 + H 2 O.

Тотықтырғыш қасиеттері

Күкірт қышқылы HI және HBr-ды бос галогендерге дейін тотықтырады:

H 2 SO 4 + 2HI \u003d I 2 + 2H 2 O + SO 2.

Күкірт қышқылы құрамында гидроксил топтары бар органикалық қосылыстардан химиялық байланысқан суды жояды. Концентрлі күкірт қышқылының қатысуымен этил спиртін сусыздандыру этиленнің түзілуіне әкеледі:

C 2 H 5 OH \u003d C 2 H 4 + H 2 O.

Қанттың, целлюлозаның, крахмалдың және басқа көмірсулардың күкірт қышқылымен жанасқанда күйуі олардың сусыздануымен де түсіндіріледі:

C 6 H 12 O 6 + 12H 2 SO 4 \u003d 18H 2 O + 12SO 2 + 6CO 2.

Мақсат:Күкірт қышқылының құрылысымен, физикалық және химиялық қасиеттерімен, қолданылуымен танысу.

Тәрбиелік міндеттері:Физикалық және Химиялық қасиеттері(басқа қышқылдармен ортақ және спецификалық) күкірт қышқылын алу, күкірт қышқылының және оның тұздарының халық шаруашылығындағы үлкен маңызын көрсетеді.

Тәрбиелік міндеттері:Оқушылардың табиғат туралы диалектикалық-материалистік түсінігін қалыптастыруды жалғастыру.

Дамытушылық міндеттері:Жалпы білім беру іскерліктері мен дағдыларын дамыту, оқулықпен және қосымша әдебиеттермен жұмыс істеу, жұмыс үстелінде жұмыс істеу ережелері, жүйелеу және жалпылау, себеп-салдар байланысын орнату, өз ойын тиянақты және сауатты жеткізу, қорытынды жасау, сызба сызу. , эскиз.

Сабақтар кезінде

1. Өткенді қайталау.

Фронтальды сыныпты зерттеу. Кристалды және пластикалық күкірттің қасиеттерін салыстырыңыз. Аллотропияның мәнін түсіндіріңіз.

2. Жаңа материалды меңгерту.

Ертегіні мұқият тыңдап, сабақ соңында күкірт қышқылының сумен, ағашпен және алтын сақинамен неге оғаш әрекет еткенін түсіндіреміз.

Аудио жазба сияқты.

Күкірт қышқылының оқиғалары.

Бір химиялық патшалықта сиқыршы өмір сүрді, оның есімі болды күкірт қышқылы. Бұл соншалықты жаман емес, бұл түссіз сұйықтық, май сияқты тұтқыр, иіссіз. Күкірт қышқылыМен атақты болғым келді, сондықтан сапарға шықтым.

Ол қазірдің өзінде 5 сағат бойы жүріп, күн тым ыстық болғандықтан, ол қатты шөлдеді. Кенет ол құдықты көрді. «Су!» — деп айқайлады қышқыл да, құдыққа жүгіріп барып, суға қолын тигізді. Су қорқынышты ысқырды. Қорыққан сиқыршы жылап жіберді. Әрине, жас қышқыл араласқанда мұны білмеді күкірт қышқылысу көп мөлшерде жылу бөледі.

«Егер сумен байланыста болса күкірт қышқылы, содан кейін су қышқылмен араласуға уақыт таппай, қайнап, шашырауы мүмкін күкірт қышқылы. Бұл жазба жас саяхатшының күнделігінде пайда болды, содан кейін оқулықтарға енді.

Қышқыл олардың шөлдерін қандыра алмағандықтан, жайнап тұрған ағаш көлеңкеде жатып демалуға бел буды. Бірақ ол да сәтті болмады. Тезірек Күкірт қышқылыағашқа қол тигізгенде, ол қызара бастады. Мұның себебін білмей, шошып кеткен қышқыл қашып кетеді.

Көп ұзамай ол қалаға келіп, алдынан шыққан бірінші дүкенге баруды шешті. Олар зергерлік бұйымдар болып шықты. Дүкен терезелеріне жақындаған қышқыл көптеген әдемі сақиналарды көрді. Күкірт қышқылыМен бір сақинаны сынап көруді шештім. Саяхатшы сатушыдан алтын сақина сұрап, оны ұзын әдемі саусағына тақты. Сиқыршы сақинаны қатты ұнатып, оны сатып алуды шешті. Міне, ол достарына мақтана алады!

Қаладан шығып, қышқыл үйіне кетті. Жолда бұл ой оны тастап кетпеді, неге су мен ағаш оған тигенде өзін соншалықты оғаш ұстады, бірақ бұл алтын нәрсеге ештеңе болған жоқ? «Иә, өйткені алтын бар күкірт қышқылытотықпайды. Бұл оның күнделігіне қышқылдың жазған соңғы сөздері еді.

Мұғалімнің түсіндіруі.

Күкірт қышқылының электрондық және құрылымдық формулалары.

Күкірт периодтық жүйенің 3-ші периодында болғандықтан, октет ережесі (сегіз электрондық құрылым) сақталмайды және күкірт атомы он екі электронға дейін ала алады. Күкірт қышқылының электрондық және құрылымдық формулалары келесідей:

(Күкірттің алты электроны жұлдызшамен белгіленген)

Түбіртек.

Күкірт қышқылы күкірт оксидінің (5) сумен (SO 3 + H 2 O -> H 2 SO 4) әрекеттесуі нәтижесінде түзіледі.

физикалық қасиеттері.

Күкірт қышқылы – түссіз, ауыр, ұшпайтын сұйықтық. Суда еріген кезде өте күшті қыздыру пайда болады. есіңізде болсын, бұл концентрлі күкірт қышқылына су құймаңыз!

Концентрлі күкірт қышқылы ауадан су буын сіңіреді. Егер концентрлі күкірт қышқылы бар ашық ыдыс таразыда теңестірілсе, мұны көруге болады: біраз уақыттан кейін ыдысы бар кесе батып кетеді.

Химиялық қасиеттері.

Сұйылтылған күкірт қышқылы барлық қышқылдарға тән қасиеттерге ие. Сонымен қатар, күкірт қышқылының өзіндік қасиеттері бар.

Күкірттің химиялық қасиеттері - Қолдану .

Мұғалімнің ойын-сауық тәжірибесін көрсетуі.

Қауіпсіздік туралы қысқаша нұсқаулық.

Эскимос (қанттан жасалған көмір)

Жабдық	Тәжірибе жоспары	Қорытынды
Ұнтақ қант. концентрлі күкірт қышқылы. 100-150 мл екі химиялық стақан. Шыны таяқша. Таразылар.	Мензуркаға 30 г қант ұнтағын құйыңыз. Мензуркамен 12 мл концентрлі күкірт қышқылын өлшеңіз. Шыны таяқшасы бар стакандағы қант пен қышқылды шырышты массаға араластырыңыз (шыны таяқшаны алып, оны бір стақан суға салыңыз). Біраз уақыттан кейін қоспасы күңгірттенеді, қызады және көп ұзамай әйнектен кеуекті көмір массасы шыға бастайды - попсикл	Қанттың күкірт қышқылымен (концентрлі) көміртектенуі осы қышқылдың тотықтырғыш қасиетімен түсіндіріледі. Тотықсыздандырғыш - көміртек. Процесс экзотермиялық. 2H 2 SO 4 + C 12 O 11 + H22 -> 11C + 2SO 2 + 13H 2 O + CO 2

Оқушылар дәптердегі ойын-сауық тәжірибесі бар кестені толтырады.

Оқушылардың күкірт қышқылының сумен, ағашпен және алтынмен неліктен оғаш әрекет ететіні туралы пікірі.

Қолдану.

Өзінің қасиеттеріне (суды сіңіру қабілеті, тотықтырғыш қасиеті, ұшпағыштығы) байланысты күкірт қышқылы халық шаруашылығында кеңінен қолданылады. Ол химия өнеркәсібінің негізгі өнімдеріне жатады.

1. бояғыштарды қабылдау;
2. минералды тыңайтқыштар алу;
3. мұнай өнімдерін тазалау;
4. мыстың электролиттік өндірісі;
5. батареялардағы электролит;
6. жарылғыш заттарды қабылдау;
7. бояғыштарды қабылдау;
8. жасанды жібек алу;
9. глюкозаны қабылдау;
10. тұздарды қабылдау;
11. қышқылдарды алу.

Мысалы, күкірт қышқылының тұздары кеңінен қолданылады

Na 2 SO 4 * 10H 2 O– натрий сульфаты кристалды гидраты (Глаубер тұзы)- сода, шыны өндірісінде, медицинада және ветеринарияда қолданылады.

CaSO4*2H2O- гидратталған кальций сульфаты (табиғи гипс)- құрылыста қажетті жартылай сулы гипс алу үшін, ал медицинада - гипстік таңғыштарды қою үшін қолданылады.

CuSO4*5H2O– гидратталған мыс сульфаты (2) (мыс сульфаты)- зиянкестермен және өсімдік ауруларымен күресуде қолданылады.

Оқушылардың оқулықтың мәтіннен тыс компонентімен жұмысы.

Бұл қызық

...Қара-Боғаз-Гөл шығанағында +5°С температурада судың құрамында 30% Глаубер тұзы бар, бұл тұз қар тәрізді ақ тұнба түрінде тұнбаға түседі, ал жылы ауа райының басталуымен тұз ериді. қайтадан. Глаубер тұзы осы шығанақта пайда болып, жоғалып кететіндіктен, ол аталды мирабилит, бұл «тамаша тұз» дегенді білдіреді.

3. Тақтаға жазылған оқу материалын бекіту сұрақтары.

1. Қыста кейде терезе жақтауларының арасында концентрлі күкірт қышқылы бар ыдыс қойылады. Мұны істеудегі мақсат неліктен ыдысты қышқылмен жоғарыға дейін толтыруға болмайды?
2. Неліктен күкірт қышқылын химияның «наны» деп атайды?

Үй тапсырмасы және оны орындау бойынша нұсқаулық.

Қажет болса, теңдеулерді иондық түрде жазыңыз.

Сабақты қорытындылау, қою және түсініктеме беру.

Қолданылған әдебиет.

1. Рудзитис Г.Е.Фельдман Ф.Г., Химия: 2 сағатта кешкі (ауысымдық) орта мектептің 7-11 сыныптарына арналған оқулық 1-3 басылым – М.: Білім, 1987 ж.
2. No6 мектепте химия 1991 ж.
3. Стреплер Генрих Иванович, Химия бос уақытта: Кітап. студенттерге арналған сәрсенбі. және ескі. жасы /Cурет. ред. қатысуымен В.Н. Растопчиний.- Ф .: Ч. ред. ҚСЭ, 1990 ж.

Құрылымдық формула

Дұрыс, эмпирикалық немесе өрескел формула: H2SO4

Күкірт қышқылының химиялық құрамы

Молекулалық массасы: 98,076

Күкірт қышқылы H 2 SO 4 – күшті екі негізді қышқыл, күкірттің ең жоғары тотығу дәрежесіне (+6) сәйкес келеді. Қалыпты жағдайда концентрлі күкірт қышқылы ауыр майлы сұйықтық, түссіз және иіссіз, қышқыл «мыс» дәмі бар. Техникада күкірт қышқылын оның сумен де, күкірт ангидридімен SO 3 қоспалары деп атайды. Егер SO 3: H 2 O молярлық қатынасы 1-ден аз болса, онда бұл күкірт қышқылының сулы ерітіндісі, 1-ден көп болса - күкірт қышқылындағы (олеум) SO 3 ерітіндісі.

Аты

XVIII-XIX ғасырларда витриол зауыттарында күкірт колчедандарынан (пирит) оқпанға арналған күкірт өндірілді. Ол кезде күкірт қышқылын «витриол майы» деп атаған (әдетте бұл консистенциясы майға ұқсайтын кристалды гидрат болатын), оның тұздарының (дәлірек айтсақ, кристалды гидраттардың) атауының шығу тегі – витриол, осыдан екені анық.

Күкірт қышқылын алу

Өндірістік (контактілі) әдіс

Өнеркәсіпте күкірт қышқылын күкірт диоксидін (күкіртті немесе күкіртті колчеданды жағу кезінде түзілетін күкіртті газ) триоксидке (күкірт ангидридіне) тотықтырып, одан кейін SO 3 сумен әрекеттесе алады. Бұл әдіспен алынған күкірт қышқылын контактілі деп те атайды (концентрациясы 92-94%).

Азотты (мұнара) әдісі

Бұрын күкірт қышқылы арнайы мұнараларда тек азот әдісімен алынған, ал қышқыл мұнара қышқылы (75% концентрациясы) деп аталды. Бұл әдістің мәні судың қатысында күкірт диоксидінің азот диоксидімен тотығуы болып табылады.

Басқа жол

Күкіртсутек (H 2 S) сульфатты (SO 4 -) тұздан (Cu, Ag, Pb, Hg металдарымен) ығыстыратын сирек жағдайларда күкірт қышқылы жанама өнім болып табылады. Бұл металдардың сульфидтері ең жоғары беріктікке ие, сонымен қатар ерекше қара түсті.

Физикалық және физика-химиялық қасиеттері

Өте күшті қышқыл, 18 o C pK a (1) \u003d -2,8, pK a (2) \u003d 1,92 (K z 1,2 10 -2); молекуладағы байланыс ұзындығы S=O 0,143 нм, S-OH 0,154 нм, HOSOH бұрышы 104°, OSO 119°; азеотропты қоспаны (98,3% H 2 SO 4 және 1,7 % H 2 O қайнау температурасы 338,8 ° C) құра отырып, қайнайды. 100% H 2 SO 4 құрамына сәйкес күкірт қышқылының құрамы (%): H 2 SO 4 99,5, HSO 4 - - 0,18, H 3 SO 4 + - 0,14, H 3 O + - 0,09, H 2 S 2 O 7 , - 0,04, HS 2 O 7 - - 0,05. Барлық пропорцияда сумен және SO 3пен араласады. Су ерітінділерінде күкірт қышқылы толығымен дерлік H 3 O + , HSO 3 + және 2HSO 4 - диссоциацияланады. H 2 SO 4 nH 2 O гидраттарын түзеді, мұндағы n = 1, 2, 3, 4 және 6,5.

Oleum

Күкірт қышқылындағы күкірт ангидридінің SO 3 ерітінділері олеум деп аталады, олар H 2 SO 4 SO 3 және H 2 SO 4 2SO 3 екі қосылыс түзеді. Олеумның құрамында пиросүкір қышқылдары да бар. Күкірт қышқылының сулы ерітінділерінің қайнау температурасы оның концентрациясының жоғарылауымен жоғарылайды және құрамында 98,3% H 2 SO 4 болғанда максимумға жетеді. Олеумның қайнау температурасы SO 3 мөлшері артқан сайын төмендейді. Күкірт қышқылының сулы ерітінділерінің концентрациясының жоғарылауымен ерітінділердегі жалпы бу қысымы төмендейді және 98,3% H 2 SO 4 құрамында минимумға жетеді. Олеумдағы SO 3 концентрациясының жоғарылауымен оның үстіндегі жалпы бу қысымы артады. Күкірт қышқылы мен олеумның сулы ерітінділеріндегі бу қысымын мына теңдеу арқылы есептеуге болады:

log p=A-B/T+2,126

А және В коэффициенттерінің мәндері күкірт қышқылының концентрациясына байланысты. Күкірт қышқылының сулы ерітінділерінің үстіндегі бу су буының қоспасынан тұрады, H 2 SO 4 және SO 3, ал будың құрамы сәйкес азеотропты қоспаны қоспағанда, күкірт қышқылының барлық концентрацияларында сұйықтықтың құрамынан ерекшеленеді. Температура көтерілген сайын диссоциация күшейеді. Олеум H 2 SO 4 ·SO 3 максималды тұтқырлыққа ие, температура жоғарылаған сайын η азаяды. Күкірт қышқылының электр кедергісі SO 3 және 92% H 2 SO 4 концентрациясында минималды және 84 және 99,8 % H 2 SO 4 концентрациясында максималды болады. Олеум үшін ең аз ρ 10% SO 3 концентрациясында болады. Температура көтерілген сайын күкірт қышқылының ρ жоғарылайды. 100% күкірт қышқылының диэлектрлік өтімділігі 101 (298,15 К), 122 (281,15 К); криоскопиялық тұрақты 6,12, эбулиоскопиялық тұрақты 5,33; ауадағы күкірт қышқылы буының диффузиялық коэффициенті температураға байланысты өзгереді; D = 1,67 10⁻⁵T3/2 см²/с.

Химиялық қасиеттері

Концентрлі күйдегі күкірт қышқылы қыздырған кезде жеткілікті күшті тотықтырғыш болып табылады. Бос галогендерге дейін HI және ішінара HBr тотықтырады. Көптеген металдарды тотықтырады (ерекшеліктер: Au, Pt, Ir, Rh, Ta.). Бұл жағдайда концентрлі күкірт қышқылы SO 2 дейін тотықсызданады. Суықта концентрлі күкірт қышқылында Fe, Al, Cr, Co, Ni, Ba пассивтенеді және реакциялар жүрмейді. Ең күшті тотықсыздандырғыштардың көмегімен концентрлі күкірт қышқылы S және H 2 S дейін тотықсыздандырылады. Концентрлі күкірт қышқылы су буын сіңіреді, сондықтан ол газдарды, сұйықтықтарды кептіруге және қатты заттар, мысалы, эксикаторларда. Бірақ концентрлі H 2 SO 4 сутегімен ішінара тотықсызданады, сондықтан оны кептіру үшін қолдануға болмайды. Суды органикалық қосылыстардан бөліп, бір мезгілде қара көміртекті (көмірді) қалдыру, концентрлі күкірт қышқылы ағаштың, қанттың және басқа заттардың көміртектелуіне әкеледі. Сұйылтылған H 2 SO 4 оның бөлінуімен сутегінің сол жағындағы кернеулердің электрохимиялық қатарындағы барлық металдармен әрекеттеседі. Сұйылтылған H 2 SO 4 үшін тотықтырғыш қасиеттері тән емес. Күкірт қышқылы екі қатар тұздар түзеді: орташа – сульфаттар және қышқыл – гидросульфаттар, сонымен қатар күрделі эфирлер. Пероксомонокүкірт (немесе Каро қышқылы) H 2 SO 5 және пероксидизуфур H 2 S 2 O 8 қышқылдары белгілі. Күкірт қышқылы негізгі оксидтермен де әрекеттесіп, сульфат пен су түзеді. Металл өңдеу зауыттарында күкірт қышқылының ерітіндісі өндіріс процесінде қатты қыздыруға ұшыраған металл бұйымдарының бетінен металл оксидінің қабатын жою үшін қолданылады. Сонымен, темір оксиді күкірт қышқылының қыздырылған ерітіндісінің әсерінен қаңылтырдың бетінен жойылады. Күкірт қышқылына және оның еритін тұздарына сапалы реакция олардың еритін барий тұздарымен әрекеттесуі болып табылады, мысалы, суда және қышқылдарда ерімейтін барий сульфатының ақ тұнбасын құрайды.

Қолдану

Күкірт қышқылы қолданылады:

• кендерді өңдеуде, әсіресе сирек элементтерді өндіруде, оның ішінде уран, иридий, цирконий, осмий және т.б.;
• минералды тыңайтқыштар өндірісінде;
• қорғасын батареяларында электролит ретінде;
• әртүрлі минералды қышқылдар мен тұздарды алу;
• химиялық талшықтар, бояғыштар, түтін түзетін және жарылғыш заттар өндірісінде;
• мұнай, металл өңдеу, тоқыма, былғары және басқа салаларда;
• В Тамақ өнеркәсібі- ретінде тіркелген тағамдық қоспа E513 (эмульгатор);
• өнеркәсіптік органикалық синтезде реакцияларда:
• сусыздандыру (диэтил эфирін, күрделі эфирлерді алу);
• гидратация (этиленнен алынған этанол);
• сульфондау (синтетикалық жуғыш заттаржәне бояғыштар өндірісіндегі аралық өнімдер);
• алкилдену (изооктан, полиэтиленгликоль, капролактам алу) т.б.
• Дистилденген су өндірісінде сүзгілерде шайырларды қалпына келтіру үшін.

Күкірт қышқылының әлемдік өндірісі шамамен. жылына 160 млн. Күкірт қышқылының ең ірі тұтынушысы – минералды тыңайтқыштар өндірісі. P 2 O 5 фосфатты тыңайтқыштар үшін күкірт қышқылы массалық түрде 2,2-3,4 есе көп, ал (NH 4) 2 SO 4 күкірт қышқылы үшін жұмсалған (NH 4) 2 SO 4 массасының 75%-ы жұмсалады. Сондықтан күкірт қышқылы зауыттары минералды тыңайтқыштар өндіретін зауыттармен бірге салынуға бейім.

Тарихи мәліметтер

Күкірт қышқылы табиғатта кездесетін көне заманнан белгілі еркін нысаны, мысалы, жанартауларға жақын көлдер түрінде. Алюминийді немесе темір сульфатын «жасыл тасты» күйдіру арқылы алынған қышқыл газдар туралы алғашқы ескерту араб алхимигі Джабир ибн Хайянға жатқызылған жазбаларда кездеседі. 9 ғасырда парсы алхимигі Ар-Рази темір мен темір қоспасын күйдірді. көк витриол(FeSO 4 7H 2 O және CuSO 4 5H 2 O), сондай-ақ күкірт қышқылының ерітіндісін алды. Бұл әдісті 13 ғасырда өмір сүрген еуропалық алхимик Альберт Магнус жетілдірді. Темір сульфатынан күкірт қышқылын алу схемасы – темір (II) сульфатының термиялық ыдырауы, содан кейін қоспаны салқындату. Алхимик Валентиннің (XIII ғ.) еңбектерінде күкірт пен селитра ұнтақтарының қоспасын сумен жағу нәтижесінде бөлінетін газды (күкірт ангидридін) сіңіру арқылы күкірт қышқылын алу әдісі сипатталған. Кейіннен бұл әдіс деп аталатын негіз болды. күкірт қышқылында ерімейтін қорғасын төселген шағын камераларда жүргізілетін «камералық» әдіс. КСРО-да мұндай әдіс 1955 жылға дейін болды.15 ғасырдағы алхимиктер пириттен күкірт қышқылын алу әдісін – күкірт колчеданын, күкіртке қарағанда арзанырақ және кең таралған шикізатты білген. Күкірт қышқылы осылайша 300 жыл бойы аз мөлшерде шыны реторттарда өндірілді. Кейіннен катализдің дамуына байланысты бұл әдіс күкірт қышқылын синтездеу үшін камералық әдісті алмастырды. Қазіргі уақытта күкірт қышқылы күкірт оксидінің (IV) күкірт оксидіне (VI) каталитикалық тотығуы (V 2 O 5 бойынша) және одан кейін күкірт оксиді (VI) 70% күкірт қышқылында еріту арқылы олеум түзіледі. Ресейде күкірт қышқылын өндіру алғаш рет 1805 жылы Мәскеу маңында Звенигород ауданында ұйымдастырылды. 1913 жылы Ресей күкірт қышқылын өндіруден әлемде 13-ші орынды иеленді.

қосымша ақпарат

Күкірт қышқылының ең кішкентай тамшылары ортада түзілуі мүмкін және жоғарғы қабаттарқұрамында су буы мен жанартау күлінің реакциясы нәтижесінде атмосфера үлкен мөлшерлеркүкірт. Алынған суспензия күкірт қышқылы бұлттарының жоғары альбедосына байланысты қол жеткізуді қиындатады. күн сәулелеріпланетаның бетіне. Сондықтан (сондай-ақ атмосфераның жоғарғы қабатындағы жанартау күлінің көптеген ұсақ бөлшектерінің нәтижесінде, олар да қол жеткізуді қиындатады. күн сәулесіпланетаға) әсіресе күшті жанартау атқылауынан кейін климаттың айтарлықтай өзгеруі мүмкін. Мысалы, Ксудач жанартауының атқылауы нәтижесінде (Камчатка түбегі, 1907 ж.) атмосферада шаңның жоғары концентрациясы шамамен 2 жыл бойы сақталды, тіпті Парижде де күкірт қышқылының тән күміс бұлттары байқалды. 1991 жылы атмосфераға 3 10 7 тонна күкірт жіберген Пинатубо жанартауының жарылысы 1992 және 1993 жылдар 1991 және 1994 жылдарға қарағанда әлдеқайда суық болғанына әкелді.

Стандарттар

• Күкірт қышқылы техникалық ГОСТ 2184-77
• Күкірт қышқылы батареясы. Техникалық шарттар ГОСТ 667-73
• Арнайы таза күкірт қышқылы. Техникалық шарттар ГОСТ 1422-78
• Реагенттер. Күкірт қышқылы. Техникалық шарттар ГОСТ 4204-77