Сульфатна кислота —їдка рідина, тому треба остерігатись, щоб вона не потрапила на шкіру й одяг. А якщо це сталося, треба швидко змити її великою кількістю води, після чого нейтралізувати розчином соди і знову змити водою.
Пам'ятайте таке правило:
не можна воду доливати до концентрованої сульфатної кислоти! Для розбавляння кислоту треба доливати до води невеликими порціями.
Хімічні властивості сульфатної кислоти багато в чому залежать від її концентрації. В лабораторіях та промисловості використовують розбавлену і концентровану сульфатну кислоту, хоча такий поділ дещо умовний.
Розбавлена сульфатна кислота виявляє всі хімічні властивості, характерні для кислот.
1. Зміна кольору індикатора. Пригадайте, якого кольору набувають відомі вам індикатори в кислому середовищі.
2. Дисоціація кислоти. Сульфатна кислота двохосновна, належить до сильних кислот. У водних розчинах вона дисоціює на йони за двома ступенями (за першим — практично повністю):
Ось чому в процесі нейтралізації розчинів сульфатної кислоти H2S04 утворюються два ряди солей: середні солі — сульфати і кислі солі —гідрогенсульфати.
3. Взаємодія з основами. Якщо у пробірку з розбавленою сульфатною кислотою добавити дві-три краплі фіолетового
лакмусу, розчин набуває червоного забарвлення (кисле середовище). Потім у цю пробірку доливатимемо краплями розчин гідроксиду натрію доти, доки вміст пробірки набуде фіолетового забарвлення (нейтральне середовище):
Якщо ж розчину лугу NaOH не вистачає для нейтралізації усієї кислоти, то сіль, що утворюється, буде кислою:
Отже, гідрогенсульфати утворюються тоді, коли кислота береться у надлишку.
Більшість сульфатів добре розчиняються у воді. Малорозчинним є сульфат кальцію CaS04, ще менше розчиняється сульфат плюмбуму PbS04 і практично нерозчинним є сульфат барію BaS04 (див. таблицю розчинності).
4. Взаємодія з оксидами металів. Сульфатна кислота реагує з оенбвними та амфотерними оксидами, утворюючи солі, наприклад:
5. Взаємодія з солями. Сульфатна кислота сильна і нелетка, одна з найстійкіших із відомих мінеральних кислот. Вона може вступати в реакцію обміну з солями, утвореними слабкішими або леткими кислотами і навіть сильними кислотами, якщо вони менш стійкі:
Останнє рівняння відображує якісну реакцію на кислоту та її солі, бо утворюється нерозчинний у воді сульфат барію BaS04.
Сульфатна кислота може взаємодіяти зі своїми солями — сульфатами При цьому середні солі — сульфати перетворюються на кислі солі — гідрогенсульфати:
Na2S04 + H2S04 = 2NaHS04
• Усі реакції, рівнянім яких наведені у пункті 5, є реакціям! йонного обміну. Напишіть їх у повній і скороченій йонни: формах, за винятком останнього.
Складіть рівняння здійснених реакцій і запишіть їх у повнії і скороченій йонних формах. Отже, про наявність у розчині сульфатної кислоти та ї солей можна робити висновок на підставі утворення білон осаду BaS04, який практично не розчиняється ні у воді, н в нітратній кислоті. 6. Взаємодія з металами. Розбавлена сульфатна кислот; реагує з активними металами, наприклад з магнієм, цин ком, залізом з виділенням водню:
Малоактивні метали (мідь, срібло, золото) з розбавлено» сульфатною кислотою не реагують.
Лабораторна робота 2
Визначення сульфат-іонів у розчині
Налийте у першу пробірку трохи розбавленої сульфатно кислоти, у другу — розчину сульфату натрію, у третю — розчи ну нітрату натрію. До кожної з пробірок додайте кілька крапелі розчину хлориду барію (або нітрату барію). Що спостерігається? До білого осаду, що утворився у двох пробірках (чому?) додайте по кілька крапель розбавленої нітратної кислоти Якщо осад не розчиняється, то це — сульфат барію BaS04. Вії свідчить про те, що в цих пробірках розчини містили сульфатКонцентрована сульфатна кислота—сильний окисник. Вона може взаємодіяти з малоактивними металами, наприклад з міддю:
У разі взаємодії з активними металами — цинком, магнієм тощо — сонцентрована сульфатна кислота відновлюється найчастіше до сірковод-но H2S:
Зверніть увагу: під час взаємодії концентрованої сульфатної кислоти з малоактивними металами відновлюється іе Гідроген кислоти, а Сульфур, тому газоподібний водень К2 не виділяється!
Із залізом концентрована сульфатна кислота (масова іастка H2S04 понад 75 %) не взаємодіє. Це дає змогу збері-ати і перевозити її у стальних цистернах.
Застосування сульфатної кислоти і сульфатів. Сульфатна сислота є важливим продуктом хімічної промисловості, їона у великих кількостях застосовується у виробництві гінеральних добрив, волокон, пластмас, барвників, вибухо-іих речовин, у металургії в процесі добування міді, нікелю, рану та інших металів. Використовується також як осушу-іач газів.
Серед сульфатів велике практичне значення мають мід-іий і залізний купороси CuS04 • 5Н20 і FeS04 • 7Н20. Вони іикористовуються в сільському господарстві для боротьби зі іікідниками рослин, у виробництві фарб, для просочення еревини як антисептичний засіб.
Купороси —технічна назва кристалогідратів сульфатів деяких важких металів.
Отже, купороси —це солі сульфатної кислоти, кристали яких містять кристалізаційну воду. В основному це солі Феру-му, Купруму, Ніколу, Кобальту й Цинку. Гіпс CaS04 • 2Н20 до купоросів не належить оскільки Кальцій не є важким металом.
Гіпс —кристалогідрат сульфату кальцію —так само, як і безводний сульфат кальцію CaS04 використовують у будівництві, медицині та інших галузях.
Сульфат натрію Na2S04 застосовують у виробництві скла. Він входить до складу природного мінералу Na2S04 • 10Н20 глауберової солі, яка використовується в медицині як проносний засіб.
Сульфати калію K2S04 і амонію (NH4)2S04 використовують як добрива.
Сульфат барію BaS04 застосовують у виробництві паперу, гуми та білої мінеральної фарби, а також у медицині для рентгеноскопії шлунку («Барієва каша»).
Завдання для самоконтролю
32. Схарактеризуйте фізичні й хімічні властивості сульфатної кислоти. Напишіть відповідні рівняння реакцій.
33. У чому подібність і відмінність властивостей сульфатної кислоти і властивостей інших відомих вам кислот, наприклад хлоридної?
34. Сульфатну кислоту нейтралізують розчином гідроксиду кальцію. Як піде процес нейтралізації за наявності надлишку: а) гідроксиду кальцію; б) сульфатної кислоти? Напишіть відповідні рівняння реакцій і назвіть утворені солі.
35. Щоб утворилася кисла сіль — гідрогенсульфіт натрію, з їдким натром масою 20 г має прореагувати оксид сульфуру(IV об'ємом (н. у.)
(а) 11,2 л; (в) 33,6 л;
(б) 22,4 л; (г) 44,8 л.
36. Напишіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
37. В одній пробірці міститься розчин сульфатної кислоти, в іншій — хлоридної. Як розпізнати, де яка кислота міститься?
38. Для добування оксиду карбону(IV) на карбонат кальцію діють хлоридною кислотою. Чому для цієї мсти не можна використати сульфатну кислоту?
39*. Як здійснити такі перетворення:
Напишіть рівняння реакцій.
40*. Напишіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
41*. Визначте масу розчину хлориду барію з масовою часткою ВаСЦ 10 96, необхідного для осадження сульфат-іонів, які містяться у 5 г розчину сульфату натрію з масовою часткою Na2S04 6 %. Яка маса утвореного осаду?
42*. До розчину сульфату купруму(ІІ) масою 62 г з масовою часткою CuS04 5 % долили розчин хлориду барію масою 31,2 г з масовою часткою ВаСЦ 20 %. Осад відфільтрували. Які речовини і якої маси містяться у фільтраті? Визначте їхню масу.
