Сумпорна киселина

Сумпорна киселина
IUPAC име	Сумпорна киселина
Други називи	Сулфатна киселина, витриол
Идентификација
CAS регистарски број	7664-93-9
MeSH	Sulfuric+acid
RTECS	WS5600000
Својства
Молекулска формула	H2SO4
Моларна маса	98.078 g/mol
Агрегатно стање	чиста, безбојна, мирисна течност
Густина	1.84 g cm−3, течност
Тачка топљења	10 °C, 283 K, 50 °F
Тачка кључања	290 °C, 563 K, 554 °F (98% раствор на 338°C)
Растворљивост у води	потпуно се меша (егзотермно)
Вискозност	26.7 cP на 20°C
Опасност
ЕУ-класификација	Веома корозивна (C)
NFPA 704	0 3 2 COR
Р-ознаке	R35
С-ознаке	(S1/2), S26, S30, S45
Тачка паљења	Не гори
Сродна једињења
Сродна јаке киселине	хлороводонична киселина Азотна киселина
Сродна једињења	водоник-сулфид азотаста киселина пероксимоносулфатна киселина сумпор-триоксид олеум
Осим уколико није наведено другачије, информације су дате за једињења при стандардним хемијским условима (на 25 °C, 100 kPa)

Сумпорна киселина је хемијско једињење молекулске формуле H₂SO₄. Спада у класу неорганских киселина.

Добијање

Контактни поступак

Овај поступак се користи за индустријско добијање сумпорне киселине. Прво у присуству катализатора (ванадијум-пентоксида) реагују сумпор-диоксид и кисеоник, потом се на добијени сумпор-триоксид додаје концентрована сумпорна киселина да би се добила пушљива сумпорна киселина, на коју се додаје вода да би се растворила и тако добила концентрована сумпорна киселина.

$2SO_2 + O_2 \rightarrow 2SO_3$
$SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$
$H_2SO_4 + SO_3 \rightarrow H_2S_2O_7$
$H_2S_2O_7 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$

Хемијске особине

Сумпорна киселина је једна од најјачих неорганских киселина. Веома је корозивна и са њом се мора пажљиво руковати.

Сумпорна киселина је по Аренијусу двобазна киселина јер дисоцијацијом даје два јона водоника по молекули.

Реакције

Енергија солватације сулфатне киселине је веома висока, и разблаживање сулфатне киселине је јако егзотерман процес, те се врши само додатком киселину у воду, никако обратно.

У води сумпорна киселина веома лако дисосује (као и све јаке киселине), производећи велики број водоникових H⁺јона у раствору.

$H_2SO_4 \rightarrow 2H^+ + SO_4^{2-}$

Сумпорна киселина може да учествује у реакцији неутрализације. У реакцији са базама, базним оксидима или металима добија се метални сулфат (односно со сумпорне киселине и тог метала). Сумпорна киселина може да реагује са металима који су у напонском низу метала изнад водоника, јер ти метали истисну водоник из ње градећи са њом одговарајућу со.

$H_2SO_4 + 2Na \rightarrow Na_2SO_4 + H_2$
$H_2SO_4 + Na_2O \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O$
$H_2SO_4 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_4 + 2H_2O$

Сумпорна киселина може да истисне слабије киселине из њихових соли, нпр. истиснуће азотасту киселину из натријум-нитрита итд.

$2NaNO_2 + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + 2HNO_2$

Ако се на сумпорну киселину дода још сумпор(III)-оксида, добија се нова киселина– пушљива (димећа) сумпорна киселина, чији су други називи пиросумпорна киселина и олеум.
$H_2SO_4 + SO_3 \rightarrow H_2S_2O_7$

Сумпорна киселина се често користи као катализатор у неким реакцијама, нпр. у естерификацији, реакцији оксидације алкохола до карбоксилне киселине, сулфоновању арена итд.

Концентрована сумпорна киселина је јако оксидационо средство, а истовремено и јака киселина и јако дехидратационо средство што је чини реагенсом са разноврсном применом.

Физичке особине

Сумпорна киселина је безбојна уљаста течност. Код индустријске сумпорне киселине дозвољен је већи степен нечистоћа, и код ње боја иде од безбојне до жућкасте боје.

Она је веома поларно једињење, меша се са водом у свим односима и хигроскопна је супстанца.

Примена

Сумпорна киселина је најважнији производ базичне хемијске индустрије. Производи се у великим количинама јер има веома широку употребу (године 2001. у свету произведено је 165 милиона тона сумпорне киселине).

Најчешћа примена сумпорне киселине је производња вештачког ђубрива, али има много других примена, као што је добијање хемикалија, рафинисање уља, производња боје, производња детерџената, у текстилној индустрији (користи се за производњу синтетичких влакана), у производњи лекова, за производњу експлозива, у металургији, у акумулаторима итд.

Ретко се употребљава чиста сумпорна киселина. Најчешће се користи њен 96-98% водени раствор.

Налажење

Сумпорна киселина се може наћи на планети Венери. Угљен диоксид који се тамо налази се разлаже се под утицајем ултравиолетних таласа од Сунчеве светлости на угљен моноксид и насцентни кисеоник, а потом добијени кисеоник реагује са сумпор-диоксидом који се налази у атмосфери Венере и гради се сумпор-триоксид. Затим овај сумпор-триоксид реагује са воденом паром, па се награди сумпорна киселина.

Сумпорна киселина се налази у киселим кишама. Настаје тако што се сумпор-триоксид, који се налази у издувним гасовима аутомобила, аутобуса, авиона итд., једини са водом и тако настаје сумпорна киселина. Зато постоји велика количина сумпорне киселине у близини аеродрома.

Киселе кише су корозивне (јер су оне, између осталог, у ствари разблажена сумпорна киселина), нагризају споменике, уништавају биљни свет итд.

Спољашње везе

Викимедијина остава има још мултимедијалних датотека везаних за: Сумпорна киселина