Список веществ по алфовитy а б в г д е ж з и к л м н п р с т у ф х ц ч ш э ю я

Серная кислота

СЕРНАЯ КИСЛОТА H2SO4, мол. м. 98,082; бесцв. маслянистая жидкость без запаха. Очень сильная двухосновная к-та, при 18°С pKa1 - 2,8, K21,2·10-2, pKa2l,92; длины связей вмолекуле S=O 0,143 нм, S—ОН 0,154 нм, угол HOSOH 104°, OSO 119°; кипит с разл., образуя азеотропную смесь (98,3% H2SO4 и 1,7% Н2О с т. кип. 338,8 °С; см. также табл. 1). Серная кислота, отвечающая 100%-ному содержанию H2SO4, имеет состав (%): H2SO99,5, 4065-2.jpg 0,18, 4065-3.jpg 0,14, Н3О+ 0,09, H2S2O7 0,04, HS2O7 0,05. Смешивается с водойи SO3 во всех соотношениях. В водных р-рах серная кислота практически полностью диссоциирует на Н+4065-4.jpg и 4065-5.jpg. Образует гидраты H2SO4·nH2O, где n = 1, 2, 3, 4 и 6,5.

Р-ры SO3 в серной кислоте наз. олеумом, они образуют два соед. H2SO4·SO3 и H2SO4·2SO3. Олеум содержит также пиросерную к-ту, получающуюся по р-ции: Н2SO4 + + SO3:H2S2O7.

4065-6.jpg

 

4065-7.jpg

 

Т-ра кипения водных р-ров серной кислоты повышается с ростом ее концентрации и достигает максимума при содержании 98,3% H2SO4 (табл. 2). Т-ра кипения олеума с увеличением содержания SO3 понижается. При увеличении концентрации водных р-ров серной кислоты общее давление пара над р-рами понижается и при содержании 98,3% H2SO4 достигает минимума. С увеличением концентрации SO3 в олеуме общее давление пара над ним повышается. Давление пара над водными р-рами серной кислоты и олеума можно вычислить по ур-нию: lgp(Пa) = А — В/Т+ 2,126, величины коэф. А и В зависят от концентрации серной кислоты. Пар над водными р-рами серной кислоты состоит из смеси паров воды, Н2SO4 и SO3, при этом состав пара отличается от состава жидкости при всех концентрациях серной кислоты, кроме соответствующей азеотропной смеси.

С повышением т-ры усиливается диссоциация H2SO44065-9.jpg H2О + SO3 — Q, ур-ние температурной зависимости константы равновесия lnКp = 14,74965 - 6,71464ln(298/T) - 8, 10161·104T2-9643,04/T-9,4577·10-3Т+2,19062 x 10-6T2. При нормальном давлении степень диссоциации: 10-5 (373 К), 2,5 (473 К), 27,1 (573 К), 69,1 (673 К). Плотность 100%-ной сернойкислоты можно определить по ур-нию: d= 1,8517 — — 1,1 · 10-3 t + 2·10-6t2 г/см3. С повышением концентрации р-ров серной кислоты их теплоемкость уменьшается и достигает минимума для 100%-ной серной кислоты, теплоемкость олеума с повышением содержания SO3 увеличивается.

При повышении концентрации и понижении т-ры теплопроводность l уменьшается: l = 0,518 + 0,0016t - (0,25 + + t/1293)·С/100, где С-концентрация серной кислоты, в %. Макс.вязкость имеет олеум H2SO4·SO3, с повышением т-ры h снижается. Электрич. сопротивление серной кислоты минимально при концентрации 30 и 92% H2SO4 и максимально приконцентрации 84 и 99,8% H2SO4. Для олеума миним. r при концентрации 10% SO3. С повышением т-ры r серной кислоты увеличивается. Диэлектрич. проницаемость 100%-ной серной кислоты 101 (298,15 К), 122 (281,15 К); криоскопич. постоянная 6,12, эбулиоскопич. постоянная 5,33; коэф. диффузии пара серной кислоты в воздухе изменяется с изменением т-ры; D = 1,67· 10-5 T3/2 см2/с.

Серная кислота-довольно сильный окислитель, особенно при нагр.; окисляет HI и частично НВг до своб. галогенов, углерод-до СО2, S-до SO2, окисляет мн. металлы (Си, Hg и др.). При этом серная кислота восстанавливается до SO2, а наиб. сильными восстановителями-до S и H2S. Конц. H2SO4 частично восстанавливается Н2, из-за чего не может применяться для его сушки. Разб. H2SO4 взаимод. со всеми металлами, находящимися в электрохим. ряду напряжений левее водорода, с выделением Н2. Окислит. св-ва для разб. H2SO4нехарактерны. Серная кислота дает два ряда солей: средние-сульфаты и кислые-гидросульфаты (см. Сульфаты неорганические), а также эфиры (см. Сульфаты органические). Известны пероксомоносерная (к-та Каро) H2SO5 и пероксоди-серная H2S2O8 к-ты (см. Сера).