Zwavelzuur

Wat is zwavelzuur?

Zwavelzuur ook wel gespeld als zwavelzuur of H2SO4 is een reukloze, kleurloze, olieachtige vloeistof. Het is ook zeer bijtend. Een andere naam ervoor is Olie van Vitriool. Vanwege zijn brede toepassingen wordt het wel de “Koning der Chemische Producten” genoemd. Bovendien vinden we het zowel in gecombineerde als in vrije toestand.

Browse more Topics under The P Block Elements

• Inleiding tot p-blokelementen
• Enkele belangrijke verbindingen van koolstof en silicium
• Trend en afwijkende eigenschappen van koolstof
• Trends en eigenschappen van boor en aluminium
• Ammonium
• Chloor
• Dinitrogen
• Dioxygen
• Boriumfamilie: Groep 13 Elementen
• Koolstof Familie: Groep 14 Elementen
• De Groep 15 Elementen
• Groep 16 Elementen
• De Groep 17 Elementen
• Groep 18 Elementen
• Waterstofchloride
• Interhalogeenverbindingen
• Nitroenzuur en stikstofoxiden
• Oxozuren van Halogenen
• De Oxozuren van Fosfor
• Oxozuren van Zwavel
• Ozon
• Fosfine
• Fosfor – Allotrope Vormen
• Fosforhalogeniden
• Eenvoudige oxiden
• Zwavel – Allotrope vormen
• Zwaveldioxide

Werkwijze van zwavelzuur

In het algemeen, zijn er twee technieken voor de industriële productie van zwavelzuur. Zij zijn:

• Loodkamerproces
• Contactproces

Nu, laten wij deze processen in detail bekijken.

1) Contactproces

Het contactproces heeft drie belangrijke stappen.

• Stap – I: Productie van zwaveldioxide

Zwaveldioxide wordt geproduceerd door zwavel of sulfide-ertsen te verhitten. Bijvoorbeeld ijzerpyriet in overmaat aan lucht.

S (zwavel) + O2(zuurstof) + Δ(verhitting) → SO2(zwaveldioxide)

4FeS(ijzerpyriet) + 7O2(zuurstof) + Δ(verhitting) → 2Fe2O3(ijzeroxide) + 4SO2(zwaveldioxide)

• Stap -II: Vorming van zwaveltrioxide

Daarna wordt zwaveldioxide met atmosferische zuurstof geoxideerd tot zwaveltrioxide door V2O5 als katalysator te gebruiken.

2SO2(zwaveldioxide) + O2(zuurstof) + V2O5(katalysator) → SO3(zwaveltrioxide)

• Stap -III: Omzetting van zwaveltrioxide in zwavelzuur

Daarna wordt het zwaveltrioxide in 98% zwavelzuur gebroken om oleum te krijgen. Een andere naam voor oleum is pyrosulfurisch zuur. Daarna wordt oleum met water verdund om zwavelzuur in de gewenste concentratie te krijgen.

SO3(Zwaveltrioxide) + H2SO4(Zwavelzuur-98%) → H2S2O7(Pyrosulfuric acid/Oleum)

H2S2O7(Pyrosulfuric acid/Oleum) + H2O(Verdunning) → 2H2SO4(Zwavelzuur)

2) Loodkamerprocédé

Het loodkamerprocédé is een van de meest gangbare productietechnieken. Het resulteert in ongeveer 50-60 B-rang zuren. In dit proces wordt gebruik gemaakt van natte SO2 in aanwezigheid van stikstofoxiden (dynamische impuls). Als gevolg daarvan oxideert het met de zuurstof in de lucht en vormt zwaveltrioxide. Deze reactie wordt uitgedrukt als

2SO2 + O2 → 2SO3

Daarna reageert zwaveltrioxide met water om H2SO4 te krijgen. Deze reactie wordt uitgedrukt als

SO3 + H2O → H2SO4

Fysische eigenschappen van zwavelzuur

• Zwavelzuur is een dikke, kleurloze en een olieachtige vloeistof.
• Het heeft een soortelijk gewicht van 1.84 bij 298 K.
• Het kookpunt van het zuur is 611 K. Het hogere kookpunt en de dikte van deze chemische stof is te wijten aan waterstofbinding.
• Deze sterke chemische stof reageert heftig met water waarbij vrij veel warmte vrijkomt. Daarom moet je nooit water toevoegen aan H2SO4. In plaats daarvan moet je het zuur langzaam onder goed roeren aan het water toevoegen.

Chemische eigenschappen van zwavelzuur

• Zwavelzuur is een sterk dibasisch zuur. Ook is het diprotisch en ioniseert in twee fasen in de waterige oplossing.
• Deze chemische stof is zeer corrosief, reactief en is oplosbaar in water. Het heeft een zeer hoog oxiderend vermogen en werkt dus als een sterk oxidatiemiddel.
• Het heeft een zeer lage vluchtigheid. Daarom speelt het een rol bij de bereiding van meer vluchtige zuren uit hun vergelijkende zouten.
• Geconcentreerd zwavelzuur is een zeer sterk dehydraterend middel. Deze chemische stof wordt dus gebruikt voor het drogen van vele natte gassen die niet met het zuur reageren.
• Het verdrijft bovendien water uit natuurlijke mengsels zoals zetmeel.
• Omdat het een goed oxidatiemiddel is, kan het zowel niet-metalen als metalen oxideren. Bovendien reduceert het zelf tot zwaveldioxide.

Enkele veel voorkomende reacties van zwavelzuur

• Warm geconcentreerd zwavelzuur oxideert koper tot kopersulfaat.

Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 + H2O

• Geconcentreerd zwavelzuur geeft waterstofchloride uit natriumchloride. Het geeft ook waterstoffluoride uit calciumfluoride.

CaF2 + H2SO4 → CaSO4 + 2HF

• Het verbrandt glucose, suiker en zetmeel tot koolstof.

C12H22O11 + (H2SO4) → 12C + 11H2O

Opgelost voorbeeld voor u

Q: Schrijf de belangrijkste toepassingen van zwavelzuur op.

Ans: De toepassingen van zwavelzuur zijn:

• Het is een veelgebruikte chemische stof bij de bereiding van meststoffen. Bijvoorbeeld ammoniumsulfaat en superfosfaat.
• Wij gebruiken het bij de vervaardiging van kleurstoffen, tinten en verven.
• Het is een veelgebruikte chemische stof bij de vervaardiging van explosieven. Bijvoorbeeld, TNT.
• Andere dwingende chemische producten hebben de aanwezigheid van zwavelzuur nodig. Zonder zwavelzuur, kunnen we deze chemicaliën niet krijgen. Bijvoorbeeld zoutzuur, fosforzuur en salpeterzuur. Het is ook nodig voor natriumcarbonaat.
• We gebruiken het als onderdeel van de raffinage van aardolie.
• Het fungeert als een beitsmiddel.
• Deze chemische stof is gebruikelijk als een laboratorium middel, een dehydraterend middel en een oxiderende.