Kyselina sírová
Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
| Kyselina sírová | |
|---|---|
  |
|
| Obecné | |
| Systematický název | kyselina sírová |
| Ostatní názvy | vitriol, olej vitriolu |
| Latinský název | Acidum sulphuricum |
| Anglický název | Sulfuric acid |
| Německý název | Schwefelsäure |
| Sumární vzorec | H2SO4 |
| Vzhled | bezbarvá kapalina bez zápachu |
| Identifikace | |
| Registrační číslo CAS | 7664-93-9 |
| Registrační číslo EINECS | 231-639-5 |
| Vlastnosti | |
| Molární hmotnost | 98,07848 g/mol |
| Teplota tání | 10,4 °C |
| Teplota varu | 290 °C (1 013 hPa, 100% kyselina) 310-335 °C (1 013 hPa, 98% kyselina) |
| Hustota | 1,835 g/cm³ (20 °C) |
| Disociační konstanta pKa | 1,92 (25 °C) |
| Rozpustnost ve vodě | neomezená mísitelnost (exotermní reakce) |
| Bezpečnost | |
|
|
|
| R-věty | R35 |
| S-věty | (S1/2) S26 S30 S45 |
| NFPA 704 |
 0
3
2
W
|
| Číslo RTECS | WS5600000 |
|
SI a STP (25 °C, 100 kPa). |
|
Kyselina sírová (zastarale též vitriol) je silná dvojsytná kyselina. Je jednou z nejdůležitějších průmyslově ve velkém množství vyráběných chemikálií. Její sumární vzorec je H2SO4, který značí, že se skládá ze dvou atomů vodíku, jednoho atomu síry a čtyř atomů kyslíku.
Obsah |
[editovat] Příprava a výroba
Výroba kyseliny sírové probíhá třístupňově, přičemž prvním krokem je příprava oxidu siřičitého, který se obvykle získává buď přímým spalováním síry,
- S(s) + O2(g) → SO2(g),
nebo pražením pyritu
- 4 FeS2(s) + 11 O2(g) → 8 SO2(g) + 2 Fe2O3(s).
Druhým krokem je oxidace oxidu siřičitého na oxid sírový. Při této reakci se jako katalyzátoru používá oxidu vanadičného V2O5
- 2 SO2(g) + O2(g) → 2 SO3(g).
Nakonec reakcí oxidu sírového s vodou vzniká kyselina sírová
- SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(aq).
V průmyslu je voda nahrazena zředěnou kyselinou sírovou, přičemž jako mezistupeň vzniká kyselina disírová, což je vlastně jen hemihydrát oxidu sírového 2 SO3.H2O
- SO3(g) + H2SO4(aq) → H2S2O7
- H2S2O7 + H2O(l) → 2 H2SO4(aq)
Dalším rozpouštěním oxidu sírového v kyselině sírové vzniká kyselina disírová a následně tzv. oleum, jehož ředěním se získává kyselina sírová požadované koncentrace.
- SO3 + H2SO4 → H2S2O7
- SO3 + H2S2O7 → H2S3O10
[editovat] Vlastnosti
Kyselina sírová je v koncentrovaném stavu hustá olejnatá kapalina neomezeně mísitelná s vodou. Ředění této kyseliny je silně exotermní proces. Koncentrovaná (96–98 %) má silné dehydratační a oxidační (zvlášť za horka) účinky. Je velmi nebezpečnou žíravinou, způsobuje dehydrataci (zuhelnatění) organických látek. Zředěná kyselina oxidační schopnosti nemá a reaguje s neušlechtilými kovy za vzniku vodíku a síranů. Je hygroskopická, tj. pohlcuje vodní páry. Kyselina sírová je velmi reaktivní, reaguje téměř se všemi kovy kromě olova, zlata, platiny a železa, 20 % vodný roztok nereaguje s mědí.
Roztok oxidu sírového v kyselině sírové se nazývá oleum. Kyselina sírová tvoří dva typy solí – sírany a hydrogensírany. Některé její soli tvoří hydráty.
[editovat] Chemické reakce
Neušlechtilé kovy se v kyselině sírové rozpouštějí za vývoje vodíku a vzniku příslušných síranů, např.
- H2SO4(aq) + Zn(s) → H2(g) + ZnSO4(aq)
- 3 H2SO4(aq) + 2 Al(s) → 3H2(g) + Al2(SO4)3(aq)
Podobně většina oxidů kovů se v kyselině sírové rozpouští za vzniku solí
- CuO(s) + H2SO4(aq) → H2O(l) + CuSO4(aq)
Reakcí s amoniakem nebo jeho vodným roztokem (čpavkem) vzniká síran amonný
- 2 NH3(g) + H2SO4(aq) → (NH4)2SO4(aq),
resp.
- 2 NH4OH(aq) + H2SO4(aq) → (NH4)2SO4 + H2O(l).
Průmyslově významnou je reakce s fosforečnanem vápenatým, jejímž produktem je směs síranu vápenatého, monohydrogenfosforečnanu vápenatého, dihydrogenfosforečnanu vápenatého a volné kyseliny fosforečné známá jako fosforečné hnojivo superfosfát
- Ca3(PO4)2(s) + H2SO4(aq) → 2 CaHPO4(aq) + CaSO4(aq),
- Ca3(PO4)2(s) + 2 H2SO4(aq) → Ca(H2PO4)2(aq) + 2 CaSO4(aq),
- Ca3(PO4)2(s) + 3 H2SO4(aq) → 2 H3PO4(aq) + 3 CaSO4(aq).
Touto reakcí se původně téměř nerozpustný fosforečnan vápenatý přemění na směs rozpustnějších kyselých fosforečnanů a dobře rozpustné kyseliny fosforečné, což urychluje využití fosforu rostlinami.
[editovat] Použití
Použití kyseliny sírové je velmi široké. Kyselina sírová se používá zejména
- při výrobě průmyslových hnojiv
- při výrobě chemikálií
- při výrobě plastů
- při výrobě léčiv
- při výrobě barviv
- při výrobě výbušnin
- v papírenském průmyslu
- v textilním průmyslu
- při výrobě syntetických vláken
- při úpravě rud
- při zpracování ropy
- jako náplň do olověných akumulátorů
- při sušení a odvodňování látek
[editovat] Externí odkazy
- Sulphuric acid - UNEP publication (vliv na prostředí, toxikologie, angl.)
