Добування сульфатної кислоти

Сульфатна кислота в’язка рідина. Це ковалентна сполука. В’язкість і високу температуру кипіння (270⁰С) кислоти можна пояснити наявністю водневих зв’язків між молекулами.

SO₃ + H₂O «H₂SO₄

H₂SO₄ + SO₃  H₂S₂O₇

ü H₂SO₄ – сильний дегідратуючий агент:

C₆H₁₂O₆ + 6H₂SO₄  6C + 6H₂SO₄H₂O;

ü H₂SO₄ – сильний окисник:

2Ag + 2H₂SO_4(конц.)  Ag₂SO₄ + SO₂ + 2H₂O

3Zn + 4H₂SO_4(конц.)  3ZnSO₄ + S + 4H₂O

Zn + H₂SO_4(розб.)  ZnSO₄ + H₂

H₂SO_4(конц) + H₂S  S + SO₂ + 2H₂O

ü Для H₂SO₄ характерні реакції заміщення:

H₂SO₄ + CaF₂  CaSO₄ + 2HF

NO₃^– + H₂SO₄ «HNO₃ + HSO₄^–

ü H₂SO₄ використовують для підсушування газів.

Деякі схеми реакцій в які вступають елементи підгрупи сульфуру та їх сполуки

ü 10S + 12AgJ + 16NH₃ ® S₄N₄ + 6Ag₂S¯ + 12NH₄J

ü 8S + 6SO₃ + H₂SO₄₍_{безвод.)} ® (S₈²⁺)(HS₃O₁₀)₂¯ + SO₂ (на холоді)

ü (n-1) S + Na₂S ® Na₂(S_n) (t= t_кип.)

ü 3S + 2SCl₂O₂ ® SCl₂ + S₂Cl₂ + 2SO₂ (кат. Al₂O₃)

ü S + 2Cl₂ + 4NaF ® SF₄ + 4NaCl

ü 4S + 6NaOH_(конц) ® Na₂SO₃S + 2Na₂S + 3H₂O (t= t_кип, доміш. Na₂SO₃)

ü H₂S + 4Cl₂ + 4H₂O ® H₂SO₄ + 8HCl

ü H₂S + Sn ® SnS + H₂ (t=400-450⁰C)

ü H₂S + 2AgNO₃ ® Ag₂S¯ + 2HNO₃

ü H₂S + MCl₂ ® MS¯ + 2HCl (M=Pb, Cu, Cd, Hg)

ü 3H₂S + 2KMnO₄ ® 2MnO₂¯ + 3S¯ + 2H₂O + 2KOH

ü 3H₂S + K₂Cr₂O₇ + 4H₂SO₄ ® 3S¯ + Cr₂(SO₄)₃ + 7H₂O + K₂SO₄

ü 2H₂S + S_nCl₂ ® H₂S_n+2 + 2HCl

ü H₂S + M(C₂H₅O) ® MHS¯ + C₂H₅OH (M=Li, Na, K в (C₂H₅)₂O)

ü H₂S_n + 2HNO₃ ® nS¯ + 2NO₂ + 2H₂O

ü 2H₂S_n + S_nCl₂ ® 2H₂S_3n + 2HCl

ü SO₂ + Br₂ + PCl₃ ® PClO₃ + SBr₂O (t=0⁰C)

ü 5SO₂ + 2H₂O + 2KMnO₄ ® 2H₂SO₄ + 2MnSO₄ + K₂SO₄ (у розв. H₂SO₄)

ü 4Na₂SO₃ ® Na₂S + 3Na₂SO₄ (t=600-700⁰C)

ü Na₂SO₃ + 2HCl ® 2NaCl + SO₂ + H₂O

ü Na₂SO₃ + 2NaOH + Hal₂ ® Na₂SO₄ + 2NaHal + H₂O (Hal = Cl, Br, J)

ü Na₂SO₃ + 2KOH + 2KMnO₄ ® 2K₂MnO₄ + H₂O

ü NaHSO₃ + H₂SO₄ ® NaHSO₄ + SO₂ + H₂O

ü 3K₂SO₃ + 4H₂SO₄₍_розв) + K₂Cr₂O₇ ® 4K₂SO₄ + Cr₂(SO₄)₃ + 4H₂O

ü KHSO₃ + O₂ ® 2K₂SO₄ +2SO₂ + H₂O

ü 4(NH₄)₂SO₃ ® 3(NH₄)₂SO₄ + 2NH₃ + H₂S (t=120-170⁰C)

ü (NH₄)₂SO₃ + 2HNO₃₍_конц,_{гаряча)} ® (NH₄)₂SO₄ + 2NO₂ + H₂O

ü 16(NH₄)HSO₃ ® 6(NH₄)₂SO₄ + 4NH₃ + 7SO₂ + 3S + 10H₂O (t=150⁰)

ü (NH₄)HSO₃ + HCl ®NH₄Cl + SO₂ + H₂O

ü 2KSO₂F+Hal₂ + 2H₂O ® SO₂F₂ + 2KHal + H₂SO₄ + 2HHal (Hal =Cl, Br)

ü 2SO₃ + H₂SO₄ + CaF₂ ® 2HSO₃F + CaSO₄¯ (кімн. t, в олеумі)

ü 3H₂SO₄₍_конц) + 2KBr ® SO₂ + Br₂ + 2H₂O + 2KHSO₄ (t=40-60⁰C)

ü 5H₂SO₄₍_конц) + 8KJ ® H₂S + 4J₂¯ + 4H₂O + 4K₂SO₄ (t= t_кип, доміш. S, SO₂)

ü 2H₂SO₄ + NO + NO₂ ® 2(NO⁺)HSO₄¯ + H₂O

ü H₂SO₄ + PCl₅ ® HSO₃Cl + PCl₃O + HCl

ü 2H₂SO₄₍_конц) + C(графіт) ® 2SO₂ + CO₂ + 2H₂O

ü Na₂S₂O₄ + 2AgNO₃ ® 2SO₂ + 2Ag¯ + 2NaNO₃

ü 2Na₂S₂O₄ + H₂O + HCl ® 3NaHSO₃ + S¯ + NaCl

А На практиці використовують сполуки сірки у ступенях окиснення –2, +6 та ін.

Визначення сульфатної кислоти та сульфат-іону SO₄^2–:

¨ SO₄^2– + Ba²⁺ «BaSO₄¯ – білий кристалічний осад;

¨ SO₄^2– + Pb²⁺ «PbSO₄¯ – білий кристалічний осад;

Визначення сульфітної кислоти та сульфіт-іонів SO₃² ^–:

¨ SO₃^2– + H⁺ «HSO₃^–

¨ HSO₃^– + H⁺ «H₂SO₃ «H₂O + SO₂ (aq ® g)

¨ SO₃^2– + Ba²⁺ «BaSO₃ – білий осад;

¨ SO₃^2– + 2H₂S + 2H⁺ «3S + 3H₂O;

¨ фуксин знебарвлюється нейтральними розчинами сульфітів;

¨ SO₃^2– + J₂ + H₂O₂ «SO₄^2– + 2J^– + 2H⁺;

¨ 2MnO₄^– + 6SO₃^2– + 8H⁺ ® 2Mn²⁺ + 4SO₄^2– + S₂O₆^2– + 4H₂O