Kyselina sírová

Co je to kyselina sírová?

Kyselina sírová psaná také jako kyselina sírová nebo H2SO4 je olejovitá kapalina bez zápachu a barvy. Je také velmi žíravá. Jiný název pro ni je vitriolový olej. Vzhledem k jejímu širokému použití se jí přezdívá „král chemikálií“. Navíc se s ním můžeme setkat v kombinovaném i volném stavu.

Prohlédněte si další témata v části Prvky bloku P

• Úvod do prvků bloku p
• Některé důležité sloučeniny uhlíku a křemíku
• Trendy a anomální vlastnosti uhlíku
• Trendy a vlastnosti boru a hliníku
• Amoniak
• Chlor
• Dinitrogen
• Dioxygen
• Rodina boru: Skupina 13 prvků
• Rodina uhlíku: Skupina 14 prvků
• Skupina 15 prvků
• Skupina 16 prvků
• Skupina 17 prvků
• Skupina 18 prvků
• Chlorid vodíku
• Interhalogenové sloučeniny
• Kyselina dusičná a oxidy dusíku
• Oxidové kyseliny halogenů
• Oxidové kyseliny fosforu
• Oxokyseliny síry
• Ozon
• Fosfin
• Fosfor – alotropní formy
• Halogenidy fosforu
• Prosté oxidy
• Síra – alotropní formy
• Dioxid sírový

Výrobní proces kyseliny sírové

Obecně, existují dva způsoby průmyslové výroby kyseliny sírové. Jsou to:

• Komorový proces
• Kontaktní proces

Podívejme se nyní na tyto procesy podrobněji.

1) Kontaktní proces

Kontaktní proces má tři hlavní kroky.

• Krok – I: Výroba oxidu siřičitého

Dioxid siřičitý se vyrábí zahříváním sirných nebo sulfidických rud. Například pyritů železa za přebytku vzduchu.

S (síra) + O2(kyslík) + Δ(zahřívání) → SO2(oxid siřičitý)

4FeS(pyrit železa) + 7O2(kyslík) + Δ(zahřívání) → 2Fe2O3(oxid železitý) + 4SO2(oxid siřičitý)

• Krok -II: Vznik oxidu siřičitého

Poté se oxiduje oxid siřičitý vzdušným kyslíkem na oxid siřičitý za použití V2O5 jako katalyzátoru.

2SO2(oxid siřičitý) + O2(kyslík) + V2O5(katalyzátor) → SO3(oxid siřičitý)

• Krok -III: Přeměna oxidu siřičitého na kyselinu sírovou

Poté se oxid siřičitý rozkládá v 98% kyselině sírové za vzniku olea. Jiný název pro oleum je kyselina pyrosirná. Poté se oleum zředí vodou, aby se získala kyselina sírová požadované koncentrace.

SO3(oxid sírový) + H2SO4(kyselina sírová-98%) → H2S2O7(kyselina pyrosírová/Oleum)

H2S2O7(kyselina pyrosírová/Oleum) + H2O(ředění) → 2H2SO4(kyselina sírová)

2) Proces olověné komory

Proces olověné komory je jednou z nejběžnějších výrobních technik. Jeho výsledkem je přibližně 50-60 kyselin třídy B. Při tomto procesu se používá mokrý SO2 za přítomnosti oxidů dusíku (dynamický impuls). V důsledku toho se oxiduje se vzdušným kyslíkem a vzniká oxid siřičitý. Tato reakce je vyjádřena jako

2SO2 + O2 → 2SO3

Poté se oxid siřičitý nechá reagovat s vodou za vzniku H2SO4. Tato reakce je vyjádřena jako

SO3 + H2O → H2SO4

Fyzikální vlastnosti kyseliny sírové

• Kyselina sírová je hustá, bezbarvá a olejovitá kapalina.
• Má měrnou hmotnost 1. Kyselina sírová je bezbarvá a olejovitá.84 při teplotě 298 K.
• Teplota varu kyseliny je 611 K. Vyšší teplota varu a hustota této chemické látky je způsobena vodíkovou vazbou.
• Tato silná chemická látka prudce reaguje s vodou, přičemž se uvolňuje poměrně velké množství tepla. Proto nesmíte k H2SO4 nikdy přidávat vodu. Místo toho byste měli kyselinu přidávat do vody pomalu a za řádného míchání.

Chemické vlastnosti kyseliny sírové

• Kyselina sírová je silná dvojsytná kyselina. Je také diprotická a ve vodném roztoku ionizuje ve dvou stupních.
• Tato chemická látka je silně žíravá, reaktivní a rozpustná ve vodě. Má velmi vysokou oxidační schopnost, a proto působí jako silné oxidační činidlo.
• Má velmi nízkou těkavost. Z tohoto důvodu hraje roli při přípravě těkavějších kyselin z jejich srovnávacích solí.
• Koncentrovaná kyselina sírová je velmi silné dehydratační činidlo. Proto se tato chemická látka používá k sušení mnoha vlhkých plynů, které s kyselinou nereagují.
• Dodatečně vytěsňuje vodu z přírodních směsí, jako jsou škroby.
• Je dobrým oxidačním činidlem, proto může oxidovat jak nekovy, tak kovy. Navíc se sama redukuje na oxid siřičitý.

Několik běžných reakcí kyseliny sírové

• Horká koncentrovaná kyselina sírová oxiduje měď na síran měďnatý.

Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 + H2O

• Koncentrovaná kyselina sírová uvolňuje z chloridu sodného chlorovodík. Také z fluoridu vápenatého uvolňuje fluorovodík.

CaF2 + H2SO4 → CaSO4 + 2HF

• Spaluje glukózu, cukr a škrob na uhlík.

C12H22O11 + (H2SO4) → 12C + 11H2O

Řešený příklad pro tebe

Q: Napiš hlavní využití kyseliny sírové.

Ans: Využití kyseliny sírové je následující:

• Je to běžná chemikálie při přípravě hnojiv. Například síran amonný a superfosfát.
• Používáme ji při výrobě barviv, odstínů a barev.
• Je běžnou chemickou látkou při výrobě výbušnin. Například TNT.
• Další nezbytné chemikálie potřebují přítomnost kyseliny sírové. Bez kyseliny sírové tyto chemické látky nezískáme. Například kyselina chlorovodíková, fosforečná a dusičná. Je také potřebná pro výrobu uhličitanu sodného.
• Využíváme ji jako součást rafinace ropy.
• Působí jako mořidlo.
• Tato chemikálie je běžná jako laboratorní činidlo, dehydratační činidlo a oxidační činidlo.

.