Общая химия

Концентрированная серная кислота является окислителем за счет ^^^ . Она окисляет металлы, стоящие в ряду напряжений до серебра включительно. Продукты ее восстановления могут быть различными в зависимости от активности металла и от условий (концентрация кислоты, температура). При взаимодействии с малоактивными металлами, например с медью, кислота восстанавливается до ^^^ :

При взаимодействии с более активными металлами продуктами восстановления могут быть как ^^^ , так и свободная сера и сероводород. Например, при взаимодействии с цинком могут протекать реакции:

О действии серной кислоты на железо см. § 242.

Серная кислота — сильная двухосновная кислота. По первой ступени в растворах невысокой концентраций она диссоциирует практически нацело:

Диссоциация по второй ступени

протекает в меньшей степени. Константа диссоциации серной кислоты по второй ступени, выраженная через активности ионов, ^^^ .

Как кислота двухосновная, серная кислота образует два ряда солей: средние и кислые. Средние соли серной кислоты называются сульфатами, а кислые — гидросульфатами.

Большинство солей серной кислоты довольно хорошо растворяется в воде. К практически нерастворимым относятся сульфаты бария ^^^ , стронция ^^^ и свинца ^^^ . Мало растворим сульфат кальция ^^^ . Произведение растворимости ^^^ равно ^^^ .

Сульфат бария нерастворим не только в воде, но и в разбавленных кислотах. Поэтому образование белого нерастворимого в кислотах осадка при действии на какой-нибудь раствор солью бария служит указанием на присутствие в этом растворе ионов ^^^ :

Таким образом, растворимые соли бария служат реактивом на сульфатион.

К важнейшим солям серной кислоты относятся следующие.

Сульфат натрия ^^^ . Кристаллизуется из водных растворов с десятью молекулами воды ^^^ и в таком виде называется глауберовой солью ^^^ имени немецкого врача и химика И. Р. Глаубера, который первым получил ее действием серной ^^^ хлорид натрия. Безводная соль применяется при изготовлении стекла.

Сульфат калия K₂SO₄. Бесцветные кристаллы, хорошо растворимы в воде. Образует ряд двойных солей, в частности квасцы (см. ниже).

Сульфат магния MgSO₄. Содержится в морской воде. Из растворов кристаллизуется в виде гидрата ^^^ .

Сульфат кальция CaSO₄. Встречается в природе в больших количествах в виде минерала гипса ^^^ . При нагревании до ^^^ гипс теряет ^^^ содержащейся в нем кристаллизационной воды и переходит в так называемый жженый гипс, или алебастр ^^^ . Будучи замешан с водой в жидкое тесто, жженый гипс довольно быстро затвердевает, снова превращаясь в ^^^ . Благодаря этому свойству гипс применяется для изготовления отливочных форм и слепков с различных предметов, а также в качестве вяжущего материала для штукатурки стен и потолков. В хирургии при переломах используют гипсовые повязки.

Безводный сульфат кальция называется ангидритом.

Купоросы. Так называются сульфаты меди, железа, цинка и некоторых других металлов, содержащие кристаллизационную воду.

Медный купорос CuSO₄·5H₂O образует синие кристаллы. Применяется для электролитического покрытия металлов медью, для приготовления некоторых минеральных красок, а также в качестве исходного вещества при получении других соединений меди.

В сельском хозяйстве разбавленным раствором медного купороса пользуются для опрыскивания растений и протравливания зерна перед посевом, чтобы уничтожить споры вредных грибков.

Железный купорос FeSO₄·7H₂O- см. стр. 668.

Квасцы. Если к раствору сульфата алюминия Al₂(SO₄)₃ прибавить раствор сульфата калия K₂SO₄ и оставить жидкость кристаллизоваться, то из нее выделяются красивые бесцветные кристаллы состава K₂SO₄·Al₂(SO₄)₃·24H₂O или KAl(SO₄)₂·12H₂O. Это алюмокалиевые квасцы — двойная соль серной кислоты и металлов калия и алюминия*.

* О применении алюмокалиевых квасцов см. стр. 618

Двойные соли существуют только в твердом виде. Раствор алюмокалиевых квасцов в воде содержит ионы ^^^ и SO₄^2-.

Вместо алюминия в состав квасцов могут входить другие трехвалентные металлы — железо, хром, а вместо калия — натрий или аммоний. Например, хромокалиевые квасцы имеют состав ^^^ .

Двусерная кислота. Олеум. Раствор триоксида серы в серной кислоте называется олеумом. Он широко применяется в промышленности, например, для очистки нефтепродуктов, для производства некоторых красителей, взрывчатых веществ.

В олеуме часть молекул ^^^ соединяется с серной кислотой. При этом получается двусерная, или пиросерная, кислота ^^^ :

При охлаждении олеума двусерная кислота выделяется в виде бесцветных кристаллов.

Соли пиросернон кислоты — дисульфаты или пиросульфаты получаются нагреванием гидросульфатов. Например:

При нагревании выше температуры плавления дисульфаты разлагаются с выделением ^^^ , переходя в сульфаты:

131. Получение и применение серной кислоты.

В промышленности серная кислота получается окислением диоксида серы ^^^ до триоксида с последующим взаимодействием ^^^ с водой.