גוֹפרִית. להיות בטבע

הגופרית מופצת באופן נרחב בטבע.

זה 0.05% המוני קרום כדור הארץ.

גופרית מתרחשת במצב חופשי (גופרית מקומית).

תרכובות הגופרית הטבעיות החשובות ביותר הן:

סולפידים מתכת:

FeS 2 - פיריט ברזל, או פיריט;

ZnS - תערובת אבץ;

PbS - ברק עופרת;

HgS - קינבר וכו'.

מלחים של חומצה גופרתית (הידרטים גבישים):

CaSO4 2H2 O - גבס,

Na 2 SO 4 10H 2 O - מלח גלאובר,

МgSO 4 7Н 2 O - מלח מר וכו'.

גופרית מצויה בבעלי חיים ובצמחים , שכן הוא חלק ממולקולות החלבון.

תרכובות גופרית אורגניות נמצאות בשמן.

גוֹפרִית. תכונות גשמיות

גופרית היא חומר צהוב קשה ושביר.

זה כמעט בלתי מסיס במים, אבל מסיס בקלות בכל הפחמן, אנילין וכמה ממסים אחרים.

מוליך גרוע של חום וחשמל.

גופרית יוצרת מספר שינויים אלוטרופיים.

בטמפרטורה של 444.6 מעלות צלזיוס, גופרית רותחת, ויוצרת אדים חומים כהים.

אם הם מתקררים במהירות, מתקבלת אבקה דקה, המורכבת מגבישי הגופרית הקטנים ביותר, הנקראים

צבע אפור.

גופרית טבעית מורכבת מתערובת של ארבעה יציבים

איזוטופים:

32 16S,16 33S,34 16S,36 16S.

גוֹפרִית. תכונות כימיות

אטום הגופרית, בעל רמת אנרגיה חיצונית לא שלמה, יכול לצרף שניים

אלקטרונים ולהראות מצב חמצון של -2.

גופרית מציגה דרגת חמצון זו בתרכובות עם מתכות ומימן (לדוגמה,

Na2S ו-H2S).

כאשר מוסרים או מושכים אלקטרונים לאטום אחר של יסוד אלקטרונילי יותר, מצב החמצון יכול להיות +2, +4 ו-+6.

בתנאים רגילים מולקולת גופרית מוצקה

מכיל של שמונה אטומים, נסגר בטבעת

(האטומים בטבעת אינם נמצאים באותו מישור),

הקשר הכימי הוא קוולנטי.

גוֹפרִית. תכונות כימיות

בחימום הטבעת S 8 נשברת. בשיא

טמפרטורות, ישנם שברי שרשרת: S 2 (> 900 o C),

S 2 ↔2S (מעל 1500 מעלות צלזיוס).

באדי גופרית, יש שיווי משקל בין מולקולות S 8,

S 6, S 4 ו-S 2.

חינוך גופרית מפלסטיקמוסבר בכך שחלק מהטבעות המולקולריות נשבר והשרשרות שנוצרו מחוברות זו לזו בשרשראות ארוכות.

התוצאה היא תרכובת מולקולרית גבוהה - פולימר עם גמישות גומי.

גופרית יוצרת בקלות תרכובות עם חומרים יסודיים רבים.

כאשר הוא נשרף באוויר או בחמצן, נוצרים תחמוצת גופרית (IV) SO 2 ותחמוצת גופרית חלקית SO 3 (VI). אלו הם תחמוצות הגופרית החשובות ביותר.

S + O2 = SO2 ו-2S + 3O2 = 2SO3.

גוֹפרִית. תכונות כימיות

בחימום, גופרית מתחברת ישירות עם מימן, הלוגנים (למעט יוד), זרחן, פחם, וגם עם כל המתכות מלבד זהב.

פלטינה ואירידיום. לדוגמה:

S + H2 = H2S;	3S + 2P= P2 S3 ;
S + Cl2 = SCl2;	2S+C=CS2;

S + Fe = FeS.

בתגובות עם מתכות וכמה שאינם מתכות, גופרית היא חומר מחמצן.

בתגובות עם לא מתכות פעילות יותר,

כמו, למשל, עם חמצן, כלור -

חומר מפחית.

גוֹפרִית. יישום

גופרית נמצאת בשימוש נרחב בתעשייה ו חַקלָאוּת .

כמחצית מהייצור שלו מושקע ייצור חומצה גופרתית.

גופרית משמשת עבור גיפור גומי.

הגומי מקבל חוזק וגמישות מוגברים.

בצורת צבע גופרית (אבקה עדינה) מוחל לשלוט במחלות צמחים, בעיקר ענבים וכותנה.

הוא משמש להשגת אבק שריפה, גפרורים,

תרכובות זוהרות.

ברפואה, משחות גופרית משמשות לטיפול

מחלות עור.

מימן גופרתי. להיות בטבע

מימן גופרתי H 2 S - גז חסר צבע עם ריח

ביצים סרוחות.

בואו נתמוסס היטב במים (ב-20 מעלות צלזיוס בנפח אחד

מים ממיסים 2.5 נפחים של מימן גופרתי).

מימן גופרתי מופיע באופן טבעי ב

גזים געשיים ובמימי כמה מעיינות מינרליים (Pyatigorsk, Matsesta).

הוא נוצר במהלך ריקבון של מכיל גופרית

חומרים אורגניים של שרידי צמחים ובעלי חיים שונים.

זה מסביר את הריח הלא נעים האופייני

ביוב, בורות שופכין ומזבלות אשפה.

מימן גופרתי. קַבָּלָה

ניתן להשיג מימן גופרתי על ידי שילוב ישיר של גופרית עם מימן בחימום:

S + H2 ← t → H2 S.

אבל בדרך כלל זה מתקבל על ידי פעולה של חומצה הידרוכלורית או גופרתית מדוללת על ברזל (II) גופרתימכשיר קיפ

FeS + 2HCl= H2S + FeCl2.

מימן גופרתי. תכונות גשמיות

מימן גופרתי הוא גז רעיל ביותר

משפיע על מערכת העצבים.

לכן יש צורך לעבוד איתו במנדפים או במכשירים אטומים הרמטית.

תכולת מימן גופרתי מותרת V חצרים תעשייתייםהוא 0.01 מ"ג בליטר אוויר אחד.

תמיסת מימן גופרתי במים נקרא מי מימן גופרתי מים אוחומצה הידרוסולפידית(הוא חושף את התכונות של חלש

חומצות).

מימן גופרתי הוא תרכובת פחות עמידה ממים.

כאשר הוא מחומם חזק, הוא מתפרק כמעט לחלוטין לגופרית.

ומימן:

H2 S← t → H2 + S↓ .

גזי H 2 S בוער באוויר עם להבה כחולה:.

2H2 S+ 3O2 \u003d 2H2 O + 2SO2.

בְּ מחסור בחמצןנוצרים גופרית ומים:

2H2 S+ O2 = 2H2 O+ 2S.

משתמשים בתגובה זו להשיג גופריתממימן גופרתי בקנה מידה תעשייתי.

מימן גופרתי. תכונות כימיות

מימן גופרתי הוא חומר מפחית חזק מאוד,

מה שמוסבר ביכולתו בפתרון

בְּקַלוּת לתרום אלקטרוניםמולקולות חמצן

H2 S− 2e = S+ 2H+ , חמצון,

− 2

O 2 + 4e \u003d 2O, חמצון.

מימן גופרתי מתחמצן על ידי חמצן אטמוספרי, ו

גופרית חופשית שקועה הופכת את מי מימן גופרתי לעכורים.

משוואת תגובה כוללת:

2H2 S+ O2 = 2H2 O+ 2S.

מימן גופרתי. תכונות כימיות

זה מסביר את העובדה כי מימן גופרתי לא מצטבר

בכמויות גדולות מאוד בטבע במהלך ריקבון החומר האורגני.

חמצן אוויר מחמצן מימן גופרתי לתוך גופרית חופשית.

מימן גופרתי מגיב בעוצמה עם תמיסות הלוגנים:

H2 S+ I2 = 2HI+ S.

H2 S− 2е = 2H+ + S, חמצון,

I2 + 2e = 2I− , התאוששות.

גופרית משתחררת ותמיסת היוד הופכת חסרת צבע.

חומצה הידרוסולפידית חלשה מתפרק ליונים:

סולפידים

חומצה הידרוסופריתבתור די-בסיסי, הוא יוצר שתי סדרות של מלחים - בינוני (סולפידים) וחומציים (הידרוסולפידים).

לדוגמה, Na 2 S - נתרן גופרתי, NaHS - נתרן הידרוסולפיד.

הידרוסולפידים הם כמעט כולם טובים מסיס במים.

סולפידים אלקליים ו אדמה אלקלייןגם מתכות

מסיס במים.

סולפידים של מתכות אחרות כמעט במיםלא מסיס או מעט מסיס, וחלקם אינם מתמוססים בחומצות מדוללות.

לכן, ניתן להשיג סולפידים כאלה בקלות על ידי העברת מימן גופרתי דרך תמיסת מלח של המתכת המתאימה:

CuSO4 + H2 S= CuS↓ + H2 SO4 ,

Cu2 + + H2 S= CuS↓ + 2H+ .

סולפידים

למרות שחומצה נוצרת במהלך התגובה, CuS משקע: גופרתי נחושת אינו מסיס במים או בחומצות מדוללות.

אבל תחת פעולת מימן גופרתי על תמיסה של כל מלח ברזל (II), לא מתקבל משקעים - ברזל (II) גופרתי FeS אינו מסיס במים, אך מתמוסס בחומצות.

ההבדל הזה נובע מהעובדה שתוצר המסיסות של CuS הוא רב פחות מוצרמְסִיסוּת

סולפידים מסיסיםלא ניתן להשיג ממלחים

מתכות מתאימות על ידי פעולת מימן גופרתי או גופרית אחרת.

הבדלים במסיסות של סולפידים משמשים בניתוח

כימיה כימית עבור משקעים רצופים של מתכות מתמיסות של המלחים שלהן.

סולפידים

סולפידים הם מלחים של חומצה חלשה מאוד

לעבור הידרוליזה.

לדוגמה, Na 2 S, כאשר הוא מומס במים, הוא כמעט

הידרוליזה מלאה ליצירת מלח חומצי

- נתרן הידרוסולפיד:

Na2 S+ H2 O NaHS+ NaOH,

S + H2 O HS− + OH− .

פריטי כסף ונחושת משחירים פנימה

אוויר ומים המכילים מימן גופרתי.

זאת בשל העובדה שהם מכוסים בציפוי של הגופרית המקבילה.

4Ag + 2H2S+ O2 = 2Ag2S+ 2H2O.

סולפידים

במקרה זה, חומר החמצון הוא חמצן, שנמצא בפנים

אוויר או מומס במים.

כאשר מערבבים תמיסת גופרית כלשהי, כמו נתרן גופרתי, בגופרית, האחרון מתמוסס בה, ולאחר האידוי מתקבל שארית המכילה, בנוסף לנתרן גופרתי, גם תרכובות בעלות תכולת גופרית גבוהה - מ-Na 2 S 2 עד Na 2 S 5.

תרכובות כאלה נקראות פוליסולפידים.

בין הסולפידים ישנן תרכובות רבות בעלות הרכב משתנה.

לדוגמה, סולפיד ברזל(II) יכול להיות בעל הרכב של FeS 1.01

עד FeS 1.14.

סולפידים. יישום

סולפידים טבעייםמהווים את הבסיס לעפרות מתכות לא ברזליות ונדירותונמצאים בשימוש נרחב במטלורגיה.

חלקם משמשים גם כחומרי גלם עבור ייצור חומצה גופרתית.

לאותן מטרות משתמשים גם בפוליסולפיד טבעי - פיריט ברזל (פיריט) FeS 2.

סולפידים של מתכות אלקליות ואדמה אלקליין משמשים בכימיקלים ו תעשייה קלה.

אז Na 2 S, CaS ו-BaS משמשים בתעשיית העור להסרת שיער מהעור.

סולפידים של מתכות האדמה האלקליות, אבץ וקדמיום משמשים כבסיס לזרחנים.

לסולפידים מסוימים יש תכונות מוליכים למחצה והם משמשים ב הנדסת אלקטרוניקה.

סולפידים. תגובה איכותית

לסולפידים מסוימים יש צבע אופייני: CuS ו-PbS - שחור, CdS - צהוב, ZnS - לבן,

MnS - ורוד, SnS - חום, Sb2 S3 - כתום וכו'.

על המסיסות השונות של סולפידים והצבעים השונים של רבים מהם ניתוח איכותי מבוסס של קטיונים.

תגובה איכותיתעל חומצה הידרוסולפידית היא האינטראקציה של תמיסת חומצה עם מלחי עופרת מסיסים (יוני עופרת).

זה גורם להיווצרות של מסיס במים

עופרת גופרית -משקעים שחורים:

H2 S+ Pb2 + = PbS↓ + 2H+ .

תחמוצות גופרית

תחמוצת גופרית (IV) הוא גז חסר צבע בעל ריח חריף ומחנק.

כאשר מתקרר ל-10 מעלות צלזיוס, הוא מתנזל לתוך נוזל חסר צבע.

בצורה נוזלית, הוא מאוחסן בגלילי פלדה.

במעבדה, תחמוצת גופרית (IV) מתקבלת על ידי אינטראקציה של סודיום הידרוסולפיט עם חומצה גופרתית:

2NaHSO3 + H2 SO4 = Na2 SO4 + 2SO2 + 2H2 O,

או על ידי חימום נחושת עם חומצה גופרתית מרוכזת:

Cu + H2 SO4conc \u003d СuSO4 + SO2 + 2H2 O,

Cu - 2e \u003d Сu2 +, חמצון,

תחמוצת גופרית (IV) נוצרת גם במהלך הבעירה של גופרית.

תחמוצות גופרית

IN סביבה תעשייתית SO 2 מתקבל על ידי ירי פיריט FeS 2 ועל ידי ירי עפרות גופרית של מתכות לא ברזליות(אבץ blende ZnS, מבריק עופרת РbS

וכו.).

תחמוצת הגופרית המתקבלת (IV) משמשת בעיקר לייצור SO 3 וחומצה גופרתית.

בנוכחות זרז, כאשר SO 2 מחומם, חמצן מהאוויר מתווסף ונוצר SO 3:

O22SO3.

בתגובה זו, גופרית + 4 משתנה + מצב חמצון 6 מ + 4 ל + 6:

S− 2e = S.

משמעות הדבר היא ש-SO 2 מאופיין בתכונות מפחיתות.

תחמוצת גופרית (IV) מציגה את כל התכונות של תחמוצות חומציות.

חומצה גופרתית

תחמוצת גופרית (IV) מסיס מאוד במים. בנפח 1 של מים ב 20 0 С, 40 כרכים של SO 2 מומסים.

במקרה זה, חומצה גופרתית קיימת רק בתמיסה מימית: + H 2 O H 2 SO 3.

התגובה של SO 2 עם מים היא הפיכה.

בתמיסה מימיתתחמוצת גופרית (IV) וחומצה גופרתית

נמצאים ב שיווי משקל כימי, איזה ניתן להזיז ימינה ושמאלה.

כאשר H 2 SO 3 נקשר עם אלקלי (נטרול חומצה), התגובה ממשיכה משמאל לימין.

בעת הסרת SO 2 (נשיפה דרך תמיסת חנקן או חימום), התגובה ממשיכה מימין לשמאל.

תמיסת חומצה גופרתית מכילה תמיד תחמוצת גופרית (IV), מה שמעניק לה ריח חריף.

חומצה גופרתית

חומצה גופרתיתיש את כל התכונות של חומצות.

בתמיסה של H 2 SO 3 מתנתק בשלבים:

H2 SO3 H+ + HSO− שלב 1.

HSO3 - H+ + SO3 2 - שלב 2.

בתור חומצה דו-בסיסית, היא יוצרת שתי סדרות של מלחים -

סולפיטים והידרוסולפיטים.

הסולפיטים מתקבלים בניטרול מוחלט חומצות עם אלקליות:

2NaOH = Na2SO3 + 2H2O.

הידרוסולפיטים - עם חוסר אלקלי (לעומת הכמות הדרושה לנטרול מוחלט

חומצות):

H2SO3 + NaOH= NaHSO3 + H2O.

חומצה גופרתית

חומצה גופרתית ומלחיה הם חומרי הפחתה חזקים.

במקביל, מידת החמצון של הגופרית עולה.

אז, H 2 SO 3 מתחמצן בקלות לחומצה גופרתית אפילו חמצן אוויר:

2H2 SO3 + O2 = 2H2 SO4.

לכן, תמיסות חומצה גופרתית שנשמרו זמן רב מכילות תמיד חומצה גופרתית.

אפילו קל יותר הוא החמצון של חומצה גופרתית עם ברום ו

פרמנגנט אשלגן:

						O=H				−1
										2HBr.
	H2 S O3 - 2e \u003d S O4 2 - + 2H +, חמצון,

Br2 0 + 2e = 2Br− , שחזור.

חומצה גופרתית

	5H2 S O3	2KMnO4		2H2 S O4	2MnSO4	K2SO4 + 3H2O.
		H2 S O3	- 2е \u003d S O4 2 - + 2H +, חמצון,

2 MnO - 4 + 5e + 8H+ = Mn2 + + 4H2 O, הפחתה.

צבע תחמוצת גופרית (IV) וחומצה גופרתית צבעים רבים, יוצרים איתם תרכובות חסרות צבע.

בדרך כלל תחמוצת גופרית (IV) משמשת להלבנת צמר, משי וקש. (מי כלור הורסים את החומרים הללו).

תחמוצת גופרית (IV) הורגת מיקרואורגניזמים רבים.

לכן, כדי להרוס עובש, פטריות עוברות חיטוי מרתפים לחים, מרתפים, חביות יין וכו'.

בכמויות גדולות, SO 2 הולך לקבל חומצה גופרתית.

עיסת נייר וסיבי עץ מטופלים בתמיסה של סידן הידרוסולפיט Ca (HSO 3) 2 - ( ליקר סולפיט).

תחמוצת גופרית (VI).

תחמוצת (VI) - SO 3 הוא נוזל חסר צבע שמתמצק בטמפרטורות מתחת ל-17 מעלות צלזיוס ב

מסה גבישית מוצקה.

הוא סופג במרץ לחות ויוצר גופרית

SO3 + H2 O H2 SO4.

לכן, SO 3 מאוחסן בצלוחיות אטומות.

לתחמוצת הגופרית (VI) יש את כל התכונות של תחמוצות חומציות.

קבל את זה על ידי חמצון של SO 2.

זהו מוצר ביניים ב

ייצור חומצה גופרתית.

חומצה גופרתית. קַבָּלָה

החשיבות הגדולה ביותר היא שיטת יצירת קשרקבלה

חומצה גופרתית.

בשיטה זו, אתה יכול לקבל H 2 SO 4 בכל ריכוז, כמו גם oleum, תמיסה של SO 3 ב H 2 SO 4.

התהליך מורכב משלושה שלבים:

קבלת SO 2;

2) חמצון של SO 2 ל-SO 3;

3) מקבל H 2 SO 4 .

SO 2 מתקבל על ידי שריפת פיריט FeS 2 בתנורים מיוחדים:

4FeS + 11O				← t → 2Fe
		Fe− ה			חִמצוּן,
		−1
		2S − 10e =
		O0 2 + 4е =			−2
					2O, התאוששות.

חומצה גופרתית. קַבָּלָה

כדי להאיץ את הירי, פיריט נטחן מראש.

לעוד שחיקה מוחלטת של גופריתמוכנס משמעותית יותר אוויר (חמצן) ממה שנדרש לתגובה.

הגז היוצא מהכבשן מורכב מתחמוצת גופרית(IV),

חמצן, חנקן, תרכובות ארסן (מזיהומים בפיריט) ואדי מים.

זה נקרא גז צלייה.

גז צלייה נתון לניקוי יסודי, כמו

הגז מטוהר מתרכובות ארסן ואבק על ידי העברתו דרך משקעים אלקטרוסטטיים מיוחדים ומגדל שטיפה.

הלחות נספגת בחומצה גופרתית מרוכזת במגדל הייבוש.

חומצה גופרתית. קַבָּלָה

גז מטוהר המכיל חמצן מחומם במחליף חום עד 450 מעלות צלזיוס ו

נכנס למכשיר הקשר.

בתוך מכשיר הקשר יש

מדפי סריג מלאים בזרז.

בעבר, מחולק דק פלטינה מתכת.

אחר כך הוא הוחלף בתרכובות ונדיום

(תחמוצת ונדיום (V) VН 2 O 5 או ונדיל סולפט VOSO 4 ), שהם זולים יותר מפלטינה ומרעלים לאט יותר.

חומצה גופרתית. קַבָּלָה

תגובת החמצון של S0 2 ל-S0 3 הפיכה: 2SO2 + O2 ↔2S03.

הגדלת כמות החמצן בגז הצלייה מגדילה את התפוקה של תחמוצת הגופרית (VI).

ב-450 מעלות צלזיוס, זה בדרך כלל מגיע ל-95% או יותר.

תחמוצת גופרית (VI) נספגת בחומצה גופרתית מרוכזת - נוצר אולאום.

על ידי דילול אולאום במים, אתה יכול לקבל את החומצה בריכוז הנדרש.

העובדה ש-S0 3 נספג על ידי H 2 SO 4 מרוכז, ולא על ידי מים, מוסברת על ידי העובדה שתחמוצת הגופרית (VI) משאירה את מנגנון המגע אטום דק ויוצר ערפל עם אדי מים, המורכב מטיפות קטנות של גופרית. חומצה, שאינה נספגת במים.

כאשר SO 3 נספג בחומצה גופרתית מרוכזת, לא נוצר ערפל.

חומצה גופרתית. תכונות גשמיות

חומצה גופרתית היא נוזל שמן כבד חסר צבע.

היגרוסקופי במיוחד. סופג לחות עם שחרור מספר גדוללחמם, אז אתה לא יכול להוסיף מים לחומצה מרוכזת - חומצה תתיז.

לצורך דילול, יש להוסיף למים חומצה גופרתית בכמויות קטנות.

נְטוּל מַיִם חומצה גופרתיתממיס עד 70% תחמוצת גופרית (VI).

בטמפרטורה רגילה, הוא אינו נדיף, אין לו ריח.

כאשר הוא מחומם, הוא מתפצל SO 3 עד שנוצרת תמיסה המכילה 98.3% H 2 SO 4.

H 2 SO 4 נטול מים כמעט אינו מוליך חשמל.

חומצה גופרתית מרוכזת פחמים חומר אורגני: סוכר, נייר, עץ, סיבים וכו', לוקחים מהם מים.

במקביל הם נוצריםחומצה גופרתית מלחלח.

ניתן לבטא את חריכת הסוכר במשוואה:

C12 H22 O11 + H2 SO4 = 12C+ H2 SO4 nH2 O.

הפחם שנוצר יוצר אינטראקציה חלקית עם החומצה:

C+2H2SO4			CO2 + 2SO2 + 2H2O.
		C - 4e \u003d C, חמצון,
		S+ 2e = S, שחזור.

חומצה גופרתית. תכונות כימיות

לכן, לחומצה שיוצאת למכירה יש צבע חום מחלקיקי אבק וחומרים אורגניים שנתפסו ונחרכו בה בטעות.

ייבוש גז מבוסס על ספיגה (סילוק) של מים על ידי חומצה גופרתית.

כיצד חומצה לא נדיפה חזקה H 2 SO 4 מחליפה אחרים ממלחים יבשים

NaNO3 + H2SO4 = NaHSO4 + HNO3.

עם זאת, אם מוסיפים H 2 SO 4 לתמיסות מלח, לא מתרחשת עקירה של חומצות.

תכונה כימית חשובה מאוד של חומצה גופרתית היא הקשר שלו למתכות.

חומצה גופרתית מדוללת ומרוכזת מגיבה איתם בצורה שונה.

חומצה גופרתית מדוללת ממיס מתכותעוֹמֵד בסדרה של פוטנציאלים סטנדרטיים של אלקטרודותלמימן.

חומצה גופרתית. תכונות כימיות

סרט של PbSO 4 נוצר על פני העופרת, אשר מגן עליו מפני אינטראקציה נוספת עם החומצה.

מתכות העומדות בסדרה של מתחים אחרי מימן אינן מגיבות עם H 2 SO 4 מדולל.

חומצה גופרתית מרוכזת בטמפרטורה רגילהאינו מגיב עם מתכות רבות.

לכן, ניתן לאחסן חומצה גופרתית מיותרת במיכלי ברזל ולהוביל אותה במיכלי פלדה.

עם זאת, כאשר מחומם, H 2 S0 4 מרוכז יוצר אינטראקציה כמעט כל המתכות(למעט Pt ,Au ועוד כמה).

במקביל, הוא פועל כחומר מחמצן, עצמו משוחזר.

במקרה זה, מימן לא משתחרר, אלא נוצרים מים:

ראה את הנושא "אינטראקציה של מתכות עם חומצות".

לחומצה גופרתית יש את כל התכונות של חומצות.

חומצה גופרתית. יישום

חומצה גופרתית היא המוצר החשוב ביותר של התעשייה הכימית הבסיסית.

הסכום הגדול ביותר ממנו מושקע להשגה דשני פוספט וחנקן.

בהיותה חומצה לא נדיפה, חומצה גופרתית משמשת השגת חומצות אחרות- הידרוכלורי, הידרופלואורי, זרחן, אצטי וכו'.

משמש עבורטיהור מוצרי נפט - בנזין, נפט ושמני סיכה מפני זיהומים מזיקים.

בהנדסת מכונות, חומצה גופרתית משמשת ניקוי משטח מתכתמתחמוצות לפני ציפוי (ציפוי ניקל, ציפוי כרום וכו').

בייצור חומרי נפץ, סיבים מלאכותיים, צבעים, פלסטיק ועוד רבים אחרים.

הוא משמש למילוי סוללות.

IN חַקלָאוּתזה משומש להדברת עשבים(קוטל עשבים).

מלחים של חומצה גופרתית

חומצה גופרתית, בהיותה דו-בסיסית, יוצרת שתי סדרות של מלחים: בינוני - סולפטים וחומצית - הידרוסולפטים.

סולפטים מתקבלים בנטרול מוחלט חומצות עם אלקלי (עבור 1 מול חומצה יש 2

מול אלקלי).

הידרוסולפטים - עם חוסר אלקלי (עבור 1 מול חומצה - 1 מול אלקלי):

H2 SO4 + 2NaOH= Na2 SO4 + 2H2 O,

H2SO4 + NaOH= NaHSO4 + H2O.

מלחים רבים של חומצה גופרתית יש גדול

ערך מעשי

מלחים של חומצה גופרתית

נא 2 S04 -נתרן גופרתי. מ תמיסות מימיות hydrate decahydrate מתגבש לא2 S04 10N2 על אודות, שקוראים לו מלח גלאובר.

מלח גלאובר משמש ברפואה כחומר משלשל.

נְטוּל מַיִם נתרן גופרתימשמש בייצור סודהו זכוכית.

(NH4 ) 2 כך4 -אמוניום גופרתי, דשן חנקן.

ק2 כך4 –אשלגן גופרתי, דשן אשלג.

CaSO 4 – סידן גופרתי .

זה מתרחש באופן טבעי בצורה מינרל גבסCaSO4 2H2 על אודות. כאשר מחומם ל 150 ° С מאבד חלק מהמים ועובר לתוך ההידרט של ההרכב 2CaSO4 ח2 על אודות, שקוראים לו טיח שרוףאוֹ

בַּהַט .

לבסטר, כשהוא ללוש במים לעיסה בצקית, לאחר זמן מה מתקשה שוב והופך ל

2CaSO 4 2H 2 על אודות.

מלחים של חומצה גופרתית

כאשר מחומם ל 150 מעלות צלזיוס 2CaSO4 2H2 על אודותמאבד חלק

מים ועובר לתוך ההידרט של ההרכב 2CaSO4 ח2 על אודות, שקוראים לו טיח שרוףאוֹ בַּהַט.

אלבסטר כאשר לישה עם מים לבצק

מסה לאחר זמן מה מתקשה שוב, הופך לתוך 2CaSO4 2H2 על אודות.גבס נמצא בשימוש נרחב בעסקי הבנייה (טיח).

MgSO4 –מגנזיום גופרתי. כלול ב מי ים, מה שגורם לטעמו המר. ההידרט הגבישי, הנקרא מלח מר, משמש כ

חומר משלשל.

מלחים של חומצה גופרתית

קַנקַנתוּם- שם טכני הידרטים גבישיים של מתכת סולפטים Fe, Cu, Zn, Ni, Co (מלחים מיובשים נקראים ויטריול

CSO4 5N2 על אודות–ויטריול כחול, חומר רעיל בצבע כחול. ריסוס עם תמיסה מדוללת

לשתול ולהלביש זרעים לפני הזריעה.

FeSO4 7N2 Oאבן דיו, חומר ירוק בהיר. הוא משמש להדברת צמחים, הכנת דיו, צבע מינרלי, שימור עץ וכו'.

ZnSO4 7H2 O–אבץ גופרתי, מיושם ב

בייצור של צבעים מינרליים, בדפוס דפוס, רפואה.

תגובה איכותית ליון סולפט

רוֹבמלחים של חומצה גופרתית מסיס במים ובתמיסות חומצה.

מלח CaSO4 ו PbSO4 מסיס במשורהבמים, א BaSO4 למעשה לֹא מָסִיסגם במים וגם בחומצות.

תכונה זו מאפשרת שימוש בכל מלח בריום מסיס, למשל BaCl2 , איך מֵגִיבלחומצה גופרתית ומלחיה

(ליתר דיוק, על יון סולפט):

ח 2 כך 4 + BaCl 2 = BaSO 4 ↓ + 2HCl,

לא 2 כך 4 + BaCl 2 = BaSO 4 ↓ + 2NaCl.

בצורה יונית:

כך 2 4 - + תוֹאַר רִאשׁוֹן 2 + = BaSO 4 ↓ .

במקביל, זה יורדלבן בלתי מסיס במים וחומצות

משקע בריום סולפט .

צייר את הנוסחה האלקטרונית הגרפית של גופרית.

באיזו צורה מופיעה גופרית בטבע?

תאר פיזי ו תכונות כימיותגוֹפרִית.

מהם מצבי החמצון של הגופרית בתרכובותיה?

איך משיגים מימן גופרתי? ציין את התכונות הפיזיקליות והכימיות החשובות ביותר שלו.

כיצד מייצרים חומצה גופרתית באופן מסחרי?

אילו אמצעי זהירות יש לנקוט מתי

דילול חומצה גופרתית מרוכזת במים?

רשום את התכונות הפיזיקליות והכימיות החשובות ביותר של חומצה גופרתית. איפה זה מיושם?

למה יון ווא2+ האם מגיב לחומצה גופרתית ומלחיה?

איך להשיג תחמוצת גופרית (IV)? מהן התכונות הפיזיקליות והכימיות שלו?

ציין את התכונות של חומצה גופרתית ומלחיה.

איך לעשות טרנספורמציות:

לא 2 כך 3 → כך 2 → ח 2 כך 3 ?

מהן התכונות של תחמוצת גופרית (VI)?

שיטת מגע לקבלת חומצה גופרתית.

קחו בחשבון את תהליך השגת חומצה גופרתית בשיטת המגע משני סוגי חומרי גלם: פיריטים גופרתיים (ברזל) וגופרית.

השגת H2SO4 מפיריטים.

השלב הראשון בתהליך הוא חמצון של חומרי גלם לקבלת גז צלייה המכיל גופרית דו חמצנית. בהתאם לסוג חומר הגלם, מתרחשות תגובות שריפה כימיות אקזותרמיות:

4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2 (I)

S + O2 - SO2 (II)

כאשר התגובה (I) ממשיכה, בנוסף לתוצר התגובה הגזי SO2, נוצר תוצר מוצק Fe2O3, שיכול להיות נוכח בשלב הגז בצורה של אבק. פיריט מכיל זיהומים שונים, בפרט תרכובות ארסן ופלואור, העוברים לשלב הגז במהלך תהליך השריפה. נוכחותן של תרכובות אלו בשלב של חמצון מגע של גופרית דו חמצנית עלולה לגרום להרעלת הזרז. לכן, יש להפנות את גז התגובה לאחר שלב קליית הפיריטים לשלב ההכנה לחמצון מגע (שלב שני), הכולל בנוסף לטיהור מרעלים קטליטיים גם שחרור אדי מים (ייבוש). כמו ייצור של תוצרי לוואי (Se ו-Te).

אם גז הצלייה מתקבל על ידי שריפת גופרית, אז אין צורך לנקות אותו מזיהומים. שלב ההכנה יכלול רק ייבוש גז ושחזור חום.

בשלב השלישי, אקסותרמית הפיכה תגובה כימיתחמצון מגע של דו תחמוצת הגופרית:

SO2 + 1/2O2 ↔ SO3 (III)

השלב האחרון של התהליך הוא ספיגת הגופרית טריאוקסיד לחומצה גופרתית מרוכזת או לאולאום.

המשימה החשובה ביותר בייצור חומצה גופרתית היא להגביר את מידת ההמרה של SO2 ל-SO3. בנוסף להגדלת התפוקה של חומצה גופרתית, משימה זו מאפשרת לנו גם לפתור בעיות סביבתיות - להפחית את הפליטות ב סביבהרכיב SO2 מזיק.

הגדלת המרת SO2 יכולה להיות מושגת בדרכים שונות. הנפוץ שבהם הוא יצירת תוכניות מגע כפול וספיגה כפולה (DKDA).

השגת H2SO4 מגופרית.

התהליך לייצור חומצה גופרתית מגופרית יסודית מורכב מהתגובות העיקריות הבאות:

הכנת חומרי גלם: טיהור והתכה של גופרית; ניקוי, ייבוש ומינון אוויר;

שריפת גופרית: S + O2 = SO2 (1). התהליך מתבצע עם עודף אוויר;

חמצון מגע של SO2 ל-SO3: SO2 + 0.5O2 = SO3 (2). התהליך מתרחש על זרז ונדיום בטמפרטורה של 420-550˚C;

ספיגת SO3: SO3 + H2O = H2SO4 (3). עמודת הספיגה עוברת ריפלוקס עם 98.3% H2SO4. חומצה מדוללת עד 93% H2SO4 בהתאם לדרישות GOST לפני שליחתה למחסן.

השגת גז צלייה מגופרית.

כאשר גופרית נשרפת, מתרחשת תגובה אקסותרמית בלתי הפיכה (II) עם שחרור של כמות גדולה מאוד של חום: ∆H = -362.4 קילו-ג'יי/מול, או במונחים של יחידת מסה

362.4/32 = 11.325 kJ/t = 11325 kJ/kgS.

גופרית נוזלית מותכת המסופקת לבעירה מתאדה (רותח) בטמפרטורה של 444.6˚C; חום האידוי הוא 288 קילו-ג'יי/ק"ג. כפי שניתן לראות מהנתונים לעיל, החום של תגובת הבעירה של גופרית די מספיק כדי לאדות את חומר ההזנה, ולכן האינטראקציה של גופרית וחמצן מתרחשת בשלב הגז (תגובה הומוגנית).

הבעירה של גופרית בתעשייה מתבצעת כדלקמן. גופרית מומסת מראש (בשביל זה אתה יכול להשתמש באדי מים המתקבלים על ידי ניצול החום של תגובת הבעירה העיקרית של גופרית). מכיוון שנקודת ההיתוך של הגופרית נמוכה יחסית, קל להפריד זיהומים מכניים שלא עברו לשלב הנוזלי על ידי שקיעה וסינון שלאחר מכן מגופרית, ולקבל חומר מוצא בעל טוהר מספיק. שני סוגים של תנורים משמשים לשריפת גופרית מותכת - זרבוביתו צִיקלוֹן. יש צורך לדאוג לריסוס של גופרית נוזלית בהם לאידוי המהיר שלה ולהבטחת מגע אמין עם אוויר בכל חלקי המנגנון.

ריכוז הגופרית הדו-חמצנית בגז הקלייה תלוי ביחס בין הגופרית לאוויר המסופקים לבעירה. אם אוויר נלקח בכמות סטוכיומטרית, כלומר, עבור כל מול גופרית, 1 מול חמצן, אז עם בעירה מלאה של גופרית, הריכוז יהיה שווה לשבריר הנפח של חמצן באוויר Cso2 max \u003d 21%. עם זאת, אוויר נלקח בדרך כלל בעודף, אחרת טמפרטורת התנור תהיה גבוהה מדי.

עם בעירה אדיאבטית של גופרית, טמפרטורת השריפה של תערובת התגובה בהרכב סטוכיומטרי תהיה ~ 1500ºC. מבחינה מעשית, האפשרות להגביר את הטמפרטורה בתנור מוגבלת על ידי העובדה שמעל 1300ºC הציפוי של התנור ותעלות הגז נהרס במהירות. בדרך כלל, כאשר שורפים גופרית, מתקבל גז צלייה המכיל 13 - 14% SO2.

בהכנת עבודה זו נעשה שימוש בחומרים מהאתר http://www.studentu.ru.

גופרית געשית

התכונות הפיזיקליות של גופרית תלויות ישירות בשינוי האלוטרופי. לדוגמה, השינוי המפורסם ביותר של גופרית הוא מעוין, S₈. זהו חומר גבישי צהוב שביר למדי.

מבנה מולקולת הגופרית המעוינת S₈

בנוסף למעוין, ישנם שינויים רבים נוספים, שמספרם, על פי מקורות שונים, מגיע לשלושה תריסר.

תכונות כימיות של היסוד

בטמפרטורות רגילות, התגובתיות של גופרית נמוכה למדי. אבל כאשר מחומם, גופרית לעתים קרובות אינטראקציה עם כל החומרים הפשוטים, מתכות ולא מתכות.

S + O₂ → SO₂

גופרית היא מרכיב חיוני בחיים ובבעלי חיים, בשימוש נרחב בתעשיות החל מרפואה ועד מכשירים פירוטכניים.

חומצה גופרתית

לחומצה גופרתית יש את הנוסחה H₂SO4 והיא החומצה הדו-בסיסית החזקה ביותר. בעבר, חומר זה נקרא שמן ויטריול, מכיוון שלחומצה המרוכזת יש עקביות סמיכה ושמנונית.

חומצה גופרתית מתערבבת בקלות עם מים, אך יש להכין פתרונות כאלה בזהירות: חומצה מרוכזת חייבת להיות מוזגת בזהירות למים, ובשום מקרה לא להיפך.

חומצה גופרתית היא קאוסטית, היא מסוגלת להמיס חלק. לכן, הוא משמש לעתים קרובות בהפקת עפרות. חומצה משאירה כוויות קשות על העור, ולכן חשוב ביותר להקפיד על אמצעי זהירות בעבודה איתה.

השגת "ויטריול"

בתעשייה משתמשים בשיטת מגע להשגה באמצעות חמצון של דו תחמוצת הגופרית, שנוצרת בעת בעירה של גופרית - SO₂ (דו תחמוצת הגופרית). יתר על כן, גופרית טריאוקסיד SO₃ מתקבלת מגופרית דו חמצנית, אשר מומסת לאחר מכן בחומצה גופרתית המרוכזת ביותר. הפתרון המתקבל נקרא אולאום. כדי לקבל "ויטריול", אולאום מדולל במים.

תכונות כימיות של חומצה גופרתית

בעת אינטראקציה עם מתכות, כמו גם פחמן וגופרית, חומצה גופרתית מרוכזת מחמצנת אותם:

Сu + 2H₂SO₄ (ריכוז) → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O.

C(גרפיט) ​​+ 2H₂SO4 (ריכוז, הור.) → CO₂ + 2SO₂ + 2H₂O

S + 2H₂SO4 (ריכוז) → 3SO₂ + 2H₂O

חומצה מדוללת מסוגלת להגיב עם כל המתכות שנמצאות משמאל למימן בסדרה של מתחים:

Fe + H₂SO₄ (בדל) → FeSO₄ + H₂

Zn + H₂SO₄ (הפרש) → ZnSO₄ + H₂

בתגובות עם בסיסים, מדולל H₂SO4 יוצר סולפטים והידרוסולפטים:

H₂SO4 + NaOH → NaHSO₄ + H₂O;

H₂SO4 + 2NaOH → Na₂SO4 + 2H₂O.

כמו כן, חומצה זו יכולה להגיב עם תחמוצות בסיסיות, ומתקבלות סולפטים:

CaO + H₂SO4 → CaSO₄↓ + H₂O.

מימן גופרתי וסולפידים. מימן גופרתי H 2 S הוא גז חסר צבע עם ריח חריף. רעיל מאוד, גורם להרעלה גם ברמות נמוכות באוויר (כ-0.01%). מימן גופרתי מסוכן על אחת כמה וכמה מכיוון שהוא יכול להצטבר בגוף. הוא נקשר לברזל המוגלובין בדם, מה שעלול להוביל מצב התעלפותומוות מרעב בחמצן. בנוכחות אדים של חומרים אורגניים, הרעילות של H 2 S עולה בחדות.

עם זאת, מימן גופרתי הוא חלק בלתי נפרד מחלקם מים מינרליים(Pyatigorsk, Sernovodsk, Matsesta), משמש למטרות טיפוליות.

מימן גופרתי כלול בגזים געשיים ונוצר כל הזמן בקרקעית הים השחור. מימן גופרתי אינו מגיע לשכבות העליונות, שכן בעומק של 150 מ' הוא יוצר אינטראקציה עם חמצן החודר מלמעלה ומתחמצן על ידו לגופרית. מימן גופרתי נוצר כאשר חלבון נרקב, כך, למשל, לביצים רקובות יש ריח של מימן גופרתי.

כאשר מימן גופרתי מומס במים, נוצרת חומצה הידרוסופרית חלשה שהמלחים שלה נקראים סולפידים. סולפידים של מתכות אלקליות ואדמה אלקליות, כמו גם אמוניום גופרתי, מסיסים מאוד במים, סולפידים של מתכות אחרות אינם מסיסים וצבועים בצבעים שונים, למשל: ZnS - לבן, PbS - שחור, MnS - ורוד (איור. 120).

אורז. 120.
לסולפידים מתכת יש צבעים שונים

כוויות מימן גופרתי. כאשר הלהבה מתקררת (חפצים קרים מוכנסים לתוכה), נוצרת גופרית חופשית:

2H 2 S + O 2 \u003d 2H 2 O + 2S ↓.

אם הלהבה לא מקוררת ומסופק עודף חמצן, אזי מתקבל תחמוצת גופרית (IV):

2H 2 S + 3O 2 \u003d 2H 2 O + 2SO 2.

מימן גופרתי הוא הגורם המפחית החזק ביותר.

תחמוצת גופרית (IV), חומצה גופרתית ומלחיה. במהלך בעירה של גופרית, בעירה מלאה של מימן גופרתי וקלייה של גופרית, נוצרת תחמוצת גופרית (IV) SO 2, אשר, כפי שצוין קודם לכן, נקראת לעתים קרובות גם דו תחמוצת הגופרית. זהו גז חסר צבע עם ריח חריף אופייני. הוא מציג את התכונות האופייניות של תחמוצות חומציות ומסיס מאוד במים, ויוצר חומצה גופרתית חלשה. הוא לא יציב ומתפרק לחומרים המקוריים שלו:

מלחים של חומצה גופרתית, כדו-בסיסית, יכולים להיות סולפיטים בינוניים, כגון נתרן סולפיט Na 2 SO 4, וחומצית-הידרוסולפיטים, כגון נתרן הידרוסולפיט NaHSO 3 . הידרוסולפיט ונתרן סולפיט, כמו גם גופרית דו חמצנית, משמשים להלבנת צמר, משי, נייר וקש, וכן חומרים משמרים לשימור פירות וירקות טריים.

חומצה גופרתית ומלחיה. כאשר תחמוצת הגופרית (IV) מתחמצנת, נוצרת תחמוצת הגופרית (VI):

התגובה מתחילה רק כאשר טמפרטורה גבוהה(420-650 מעלות צלזיוס) וממשיך בנוכחות זרז (פלטינה, תחמוצות ונדיום, ברזל וכו').

תחמוצת גופרית (VI) SO 3 בתנאים רגילים הוא נוזל חסר צבע נדיף עם ריח מחניק. זה אופייני תחמוצת חומצה, מתמוסס במים, יוצר חומצה גופרתית:

H 2 O + SO 3 \u003d H 2 SO 4.

חומצה גופרתית טהורה מבחינה כימית היא נוזל כבד שומני חסר צבע. יש לו תכונה היגרוסקופית חזקה (הסרת מים), ולכן הוא משמש לייבוש חומרים. חומצה גופרתית מרוכזת מסוגלת לקחת מים ממולקולות של חומרים אורגניים, ולהפחיד אותם. אם מורחים תבנית על נייר הסינון עם תמיסה של חומצה גופרתית, ואז מחממים אותה, הנייר ישחיר (איור 121, א) והתבנית תופיע.

אורז. 121.
קרבוניזציה של נייר (א) וסוכר (ב) עם חומצה גופרתית מרוכזת

אם שמים אבקת סוכר בכוס זכוכית גבוהה, מרטיבים במים ומוזגים, מערבבים את תכולת הכוס בעזרת מוט זכוכית, חומצה גופרתית מרוכזת, אז לאחר 1-2 דקות תוכן הכוס יתחיל להשחיר, להתנפח ולהתנפח. להתרומם בצורה של מסה רופפת נפחית (איור 121, ב). התערובת בכוס חמה מאוד. משוואת התגובה לאינטראקציה של חומצה גופרתית מרוכזת עם אבקת סוכר (סוכרוז C 12 H 22 O 11)

מסביר את החוויה: הגזים הנוצרים כתוצאה מהתגובה מנפחים את הפחם שנוצר, ודוחפים אותו החוצה מהכוס יחד עם המקל.

חומצה גופרתית מרוכזת ממיסה היטב תחמוצת גופרית (VI), תמיסה של SO 3 בחומצה גופרתית נקראת אולאום.

אתה כבר מכיר את הכלל לדילול חומצה גופרתית מרוכזת, אבל בוא נחזור על זה שוב: אתה לא יכול להוסיף מים לחומצה (למה?), אתה צריך בזהירות לשפוך חומצה למים בזרם דק, תוך ערבוב מתמשך של התמיסה.

התכונות הכימיות של חומצה גופרתית תלויות במידה רבה בריכוז שלה.

חומצה גופרתית מדוללת מציגה את כל התכונות האופייניות של חומצות: היא מקיימת אינטראקציה עם מתכות העומדות בסדרה של מתחים עד למימן, עם שחרור H 2, עם תחמוצות מתכת (בסיסיות ואמפוטריות), עם בסיסים, עם הידרוקסידים אמפוטריים ומלחים.

ניסוי מעבדה מס' 29
תכונות של חומצה גופרתית מדוללת

ערכו ניסויים המוכיחים כי חומצה גופרתית מציגה את התכונות האופייניות של חומצות. יוצקים 2 מ"ל תמיסת חומצה גופרתית לשתי מבחנות ומטה: לראשון - גרגיר אבץ, לשנייה - חתיכת נחושת. במה אתה צופה? מדוע התוצאה של הניסוי היא כפי שהיא? רשום את המשוואות היוניות המולקולריות והמקוצרות, שקול תהליכי חיזור. הניחו מעט אבקה שחורה או גרגיר אחד של תחמוצת נחושת (II) לתוך מבחנה, יוצקים לתוכה 1-2 מ"ל תמיסת חומצה גופרתית. קבעו את המבחנה במחזיק וחממו אותה על להבת מנורת אלכוהול. במה אתה צופה? רשום את המשוואות המולקולריות והיוניות. יוצקים 1-2 מ"ל של תמיסת אלקלי למבחנה, מוסיפים 2-4 טיפות של תמיסת פנולפטלין. במה אתה צופה? הוסף חומצה גופרתית מדוללת לתמיסה זו עד שהצבע ייעלם. מה שמה של התגובה הזו? רשום את המשוואות המולקולריות והיוניות המתאימות. יוצקים למבחנה 1 מ"ל תמיסת גופרת נחושת ומוסיפים 1-2 מ"ל תמיסת אלקלית. במה אתה צופה? הוסף חומצה גופרתית מדוללת לתוכן השפופרת עד להיעלמות המשקעים. רשום את המשוואות המולקולריות והיוניות של התגובות שבוצעו. יוצקים 1-2 מ"ל תמיסת נתרן או אשלגן גופרתי למבחנה, הוסף 1 מ"ל תמיסת סידן כלורי. במה אתה צופה? הסבר את התוצאה באמצעות טבלת מסיסות. מדוע, במקום בריום כלורי, שהוא מגיב לחומצה גופרתית ומלחיה, התבקשת להשתמש בסידן כלורי? מהם היתרונות והחסרונות של מגיב זה? רשום את המשוואות המולקולריות והיוניות.

מכיוון שחומצה גופרתית היא דו-בסיסית, היא יוצרת שתי סדרות של מלחים: בינוני - סולפטים, למשל Na 2 SO 4, וחומצית - הידרוסולפטים, למשל NaHSO 4.

המגיב לחומצה גופרתית ומלחיה הוא בריום כלוריד BaCl 2; יוני סולפט עם יוני Ba 2+ יוצרים בריום סולפט לבן בלתי מסיס, אשר משקע (איור 122):

אורז. 122.
תגובה איכותית ליון סולפט

חומצה גופרתית מרוכזת שונה מאוד בתכונותיה מחומצה מדוללת. אז, באינטראקציה של H 2 SO 4 (קונצרן) עם מתכות, מימן לא משתחרר. עם מתכות מימין למימן בסדרה של מתחים (נחושת, כספית וכו'), התגובה מתנהלת באופן הבא:

ניתן לכתוב את תהליכי החמצון וההפחתה המתרחשים במקרה זה כדלקמן:

בעת אינטראקציה עם מתכות שנמצאות בסדרת מתחים עד למימן, חומצה גופרתית מרוכזת מופחתת ל-S, SO 2 או H 2 S, בהתאם למיקום המתכת בסדרה של מתחים ותנאי תגובה, למשל:

עכשיו אתה מבין שמתכות המקיימות אינטראקציה עם H 2 SO 4 (קונצרן) נמצאות בסדרת המתחים לפני ואחרי מימן. במקרה זה, מימן לא נוצר, שכן חומר החמצון בתגובה כזו אינו H + קטיוני מימן, כמו H 2 SO 4 (בדל), אלא יוני סולפט.

ברזל ואלומיניום עוברים פסיבציה בחומצה גופרתית מרוכזת, כלומר, הם מכוסים בסרט מגן, כך שניתן להעביר חומצה מרוכזת במיכלי פלדה ואלומיניום.

בהיותה חומצה חזקה לא נדיפה, חומצה גופרתית מרוכזת מסוגלת לעקור חומצות אחרות מהמלחים שלהן. אתה כבר מכיר תגובה כזו, למשל, ייצור מימן כלורי:

חומצה גופרתית היא אחד המוצרים החשובים ביותר המשמשים בתעשיות שונות (איור 123). תחומי היישום העיקריים: ייצור דשנים מינרליים, מטלורגיה, זיקוק מוצרי נפט.

אורז. 123.
יישום של חומצה גופרתית:
1-8 - ייצור של מוצרים וסחורות כימיות (חומצות 1, חומרי נפץ 2, דשנים מינרליים 3, נחושת אלקטרוליטית 4, אמייל 5, מלחים 6, זהורית 7, תרופות 8); 9 - טיהור מוצרי נפט; 10 - כאלקטרוליט בסוללות

חומצה גופרתית משמשת גם לייצור חומצות אחרות, חומרי ניקוי, חומרי נפץ, תרופות, צבעים וכאלקטרוליט לסוללות עופרת. איור 124 מראה כמה חומצה גופרתית (ב%) מכלל הייצור העולמי משמש בתעשיות שונות.

אורז. 124.
חלקה של צריכת חומצה גופרתית לצרכים שונים של ייצור תעשייתי

מבין המלחים של חומצה גופרתית, נתרן סולפט או מלח גלאובר, שכבר ידוע לכם, יש חשיבות גדולה ביותר ל-Na 2 SO 4 10H 2 O, גבס CaSO 4 2H 2 O ובריום סולפט BaSO4 (היכן משתמשים בהם?).

נחושת גופרתית CuSO 4 5H 2 O משמשת בחקלאות להדברת מזיקים ומחלות צמחים.

ייצור חומצה גופרתית. חומצה גופרתית מיוצרת בשלושה שלבים.

התהליכים הכימיים לייצור חומצה גופרתית יכולים להיות מיוצגים כתוכנית הבאה:

1. השגת SO 2. גופרית, פיריטים או מימן גופרתי משמשים כחומרי גלם:

2. השגת SO 3 . אתה כבר מכיר את התהליך הזה - חמצון עם חמצן מתבצע באמצעות זרז (רשום את משוואת התגובה ותן את התיאור המלא שלה).

3. השגת H 2 SO 4. והנה, בניגוד לתגובה המוכרת לך, המתוארת על ידי המשוואה:

SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4,

תהליך המסת תחמוצת הגופרית (VI) מתבצע לא במים, אלא בחומצה גופרתית מרוכזת, מה שמביא לאולאום המוכר.

ייצור חומצה גופרתית יוצר הרבה נושאים סביבתיים. לפליטות ופסולת ממפעלי חומצה גופרתית יש השפעה שלילית ביותר, הגורמת לפציעות מערכת נשימהבבני אדם ובעלי חיים, מוות של צמחייה ודיכוי צמיחתה, בלאי קורוזיבי מוגבר של חומרים, הרס מבנים עשויים אבן גיר ושיש, החמצת קרקעות וכו'.

מילים ומושגים חדשים

1. מימן גופרתי וסולפידים.
2. דו תחמוצת גופרית, חומצה גופרתית, סולפיטים.
3. חומצה גופרתית, מדוללת ומרוכזת.
4. השימוש בחומצה גופרתית.
5. מלחים של חומצה גופרתית: מלח גלאובר, גבס, בריום גופרתי, נחושת גופרתית.
6. ייצור חומצה גופרתית.

משימות לעבודה עצמאית

1. איזה מהחומרים מציג רק תכונות מפחיתות, רק מחמצנות או גם מחמצנות וגם מפחיתות: גופרית, מימן גופרתי, תחמוצת גופרית (IV), חומצה גופרתית? למה? תמכו את תשובתכם במשוואות התגובה המתאימות.
2. תאר: א) דו תחמוצת הגופרית; ב) תחמוצת גופרית (VI) לפי התכנית: השגה, תכונות, יישום. כתבו את המשוואות עבור התגובות המתאימות.
3. כתבו את משוואות התגובה המאפיינות את התכונות של חומצה גופרתית מדוללת כאלקטרוליט. איזה תכונה הוא תהליך חיזור? אילו תגובות ניתן לייחס לתגובות חילופי יונים? שקול אותם מנקודת המבט של התיאוריה של דיסוציאציה אלקטרוליטית.
4. כתבו את משוואות התגובות העומדות בבסיס ייצור חומצה גופרתית, לפי הסכימה המפורטת בפסקה.
5. 40 גרם תחמוצת גופרית (VI) (נ.א.) הומסו ב-400 מ"ל מים. חשב את חלק המסה של חומצה גופרתית בתמיסה שהתקבלה.
6. תאר את התגובה לסינתזה של תחמוצת גופרית (VI), תוך שימוש בכל סיווגי התגובות שלמדת.
7. 500 גרם של גופרת נחושת הומסו ב-5 ליטר מים. חשב את חלק המסה של סולפט נחושת (II) בתמיסה שהתקבלה.
8. מדוע חומצה גופרתית נקראת "לחם התעשייה הכימית"?