Хімія. 11 клас

Хімічныя ўласцівасці

Уласцівасці разбаўленай і канцэнтраванай сернай кіслот істотна адрозніваюцца.

Хімічныя ўласцівасці разбаўленай сернай кіслаты. Разбаўленая серная кіслата — моцны электраліт, яна праяўляе агульныя ўласцівасці кіслот: змяняе колер індыкатараў і ўтварае солі ў рэакцыях з металамі, асноўнымі і амфатэрнымі аксідамі, гідраксідамі металаў, іншымі солямі. Разгледзім канкрэтныя прыклады.

1. Індыкатары лакмус і метыларанж афарбоўваюць раствор сернай кіслаты ў чырвоны колер. У разбаўленых растворах серная кіслата дысацыіруе паводле схемы:

2. Утварэнне солей:

а) металы, размешчаныя ў радзе актыўнасці да вадароду, выцясняюць яго з разбаўленых раствораў сернай кіслаты:

Zn + Н₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂↑;
Fe + Н₂SO₄ = FeSO₄ + H₂↑;

б) рэакцыі сернай кіслаты з асноўнымі і амфатэрнымі аксідамі, як правіла, патрабуюць невялікага награвання для павелічэння скорасці:

СuO + Н₂SO₄ = CuSO₄ + H₂O;
Al₂O₃ + 3Н₂SO₄ = Al₂(SO₄)₃ + 3H₂O;

в) у рэакцыях са шчолачамі і нерастваральнымі асновамі ўтвараюцца солі і вада (нейтралізацыя):

2NaOH + Н₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2H₂O або NaOH + Н₂SO₄ = NaНSO₄ + H₂O;
Сa(OH)₂ + Н₂SO₄ = СаSO₄↓ + 2H₂O.

Адзначым, што пры мольных суадносінах шчолачы NaOH і кіслаты Н₂SO₄ 2 : 1 або лішку NaOH утвараецца сярэдняя соль (сульфат), а пры іх суадносінах 1 : 1 — кіслая соль (гідрасульфат). Такім чынам, лішак шматасноўнай (двухасноўнай) кіслаты Н₂SO₄ прыводзіць да ўтварэння кіслых солей;

г) рэакцыі раствораў сернай кіслаты з солямі працякаюць у поўнай адпаведнасці з умовамі рэакцый іоннага абмену:

H₂SO₄ + Na₂CO₃ = Na₂SO₄ + H₂O + CO₂↑;
H₂SO₄ + Na₂SiO₃ = Na₂SO₄ + H₂SiO₃↓.

Хімічныя ўласцівасці канцэнтраванай сернай кіслаты. У моцна канцэнтраваных растворах дысацыяцыя сернай кіслаты працякае толькі па першай ступені: . Канцэнтраваная серная кіслата — больш моцны акісляльнік, чым разбаўленая. Яе акісляльныя ўласцівасці выяўляюцца перш за ўсё ў рэакцыях з металамі. Адзначым некалькі важных момантаў.

Па-першае, адбываецца аднаўленне не вадароду, а атамаў серы. Прадуктамі аднаўлення з’яўляюцца SO₂, S і Н₂S. Састаў пераважна ўтвораных прадуктаў залежыць як ад канцэнтрацыі кіслаты, так і ад актыўнасці металу як адноўніку. Чым меншая канцэнтрацыя кіслаты і вышэйшая актыўнасць металу, тым мацней аднаўляюцца атамы серы. У агульным выглядзе ўзаемадзеянне канцэнтраванай сернай кіслаты з металамі можна паказаць схемай:

Так, у рэакцыі з металамі, якія знаходзяцца ў радзе актыўнасці пасля вадароду (акрамя золата і плаціны), утвараецца аксід серы(IV) SO₂, напрыклад:

У рэакцыях з металамі, размешчанымі ў радзе актыўнасці да вадароду, могуць утварацца і SO₂, і S, і Н₂S. Напрыклад, схемы рэакцый, якія праходзяць пры ўзаемадзеянні цынку з сернай кіслатой з павелічэннем яе канцэнтрацыі, выглядаюць так:

Па-другое, некаторыя параўнальна актыўныя металы (напрыклад, жалеза, алюміній, хром) канцэнтраванай сернай кіслатой пры пакаёвай тэмпературы пасівіруюцца: на паверхні металу ўтвараецца шчыльная аксідная плёнка. Дзякуючы пасівацыі жалеза магчыма перавозка кіслаты ў сталёвых цыстэрнах.

Сярод іншых асаблівасцей канцэнтраванай сернай кіслаты можна адзначыць наступныя. Яна здольна выцясняць менш моцныя ці больш лятучыя кіслоты (НСl, HNO₃, H₃PO₄, CH₃COOH) з іх солей:

Канцэнтраваная кіслата акісляе складаныя арганічныя рэчывы: апальвае паперу, драўніну, скуру, таму з ёй трэба абыходзіцца вельмі асцярожна.

З-за асаблівасці канцэнтраванай сернай кіслаты ўтвараць гідраты H₂SO₄ · nH₂O яе шырока выкарыстоўваюць як моцны водаадымальны сродак, а таксама як каталізатар у арганічным сінтэзе.