Разбавленная серная кислота
Бесцветная вязкая жидкость, температура кипения которой составляет 269,2 ºС, а удельная плотность — 1,83 г/мл при температуре окружающего воздуха (20º) – это и есть серная кислота. Температура плавления этого вещества равна всего 10,3ºС.
Уровень концентрации серной кислоты является во многом определяющим фактором ее применения в химии и промышленном производстве. Как правило, различают два основных условных деления уровней концентрации, хотя в строго научном смысле, провести числовую грань между ними невозможно. Согласно этой классификации выделяются разбавленная серная кислота и серная кислота концентрированная.
Взаимодействуя с рядом металлов, таких как железо, цинк, магний, это вещество выделяет в ходе реакции водород. Например, при взаимодействии с железом происходит реакция, формула которой записывается следующим образом: Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2. При этом следует помнить, что разбавленная серная кислота, свойства которой характеризуют ее как сильнейший окислитель, практически не взаимодействует с металлами с низкой активностью — медью, серебром, золотом.
Будучи сильным окислителем, это соединение способно окислять очень большой перечень металлов, это свойство обусловливает его широкое применение в самых разных сферах промышленного производства.
Как правило, при взаимодействии с химически активными веществами, например, магнием или натрием, в результате окислительно-восстановительной реакции получается оксид серы (IV), а если эти активные вещества являются металлами, то в результате реакции получаются сероводород (Н2S) и сера (S). Этими активными металлами могут кальций, калий, уже упоминавшийся магний и другие.
Безводная, или как еще ее называют, высококонцентрированная серная кислота, слабо или практически вообще не взаимодействует с металлами, например, с железом, потому что железо обладает крайне низким уровнем химической активности. Результатом их взаимодействия может служить только образование на поверхности сплава, содержащего железо, прочной пленки, в химический состав которой входят оксиды. Этим обусловлено то, что разбавленная серная кислота, а тем более концентрированная, хранятся и транспортируются преимущественно в таре из металлов: титана, алюминия, никеля.
Это вещество способно окислять неметаллы и даже проявлять свои окислительные свойства в ходе реакций со сложными веществами, каковыми выступают восстановители. Характер протекания таких реакций определяется степенью концентрации, которой обладает разбавленная серная кислота в каждом конкретном случае. С другой стороны, это вещество, независимо от уровня концентрации, обладает многими характерными свойствами, которыми обладают другие кислоты. Например, она способна, взаимодействуя с оксидами, приводить к выделению солей. То же самое происходит при взаимодействии с гидроксидами. Кроме того, разбавленная серная кислота, формула которой H2SO4, является двухосновным соединением, что также формирует некоторые характерные только для нее свойства при взаимодействиях с другими веществами. Главным выступает то, что в результате этих взаимодействий образуются соли двух типов: средние (для концентрированной кислоты) соли – сульфаты, а для разбавленной — кислые соли, гидросульфаты.
Как уже отмечалось, разбавленная серная кислота — важный и распространенный в применении продукт химической отрасли. Применение в других промышленных сферах также многогранно. Так, ее применяют при производстве искусственных волокон и различных видов пластмасс, минеральных удобрений, красителей. Свойства кислоты востребованы при изготовлении взрывчатых веществ. В металлургическом производстве она незаменима при получении металлов, а также широко используется в качестве осушителя газов.
Производные продукты серной кислоты – сульфаты — активно применяются в сельском хозяйстве, в промышленности — при производстве красок, бумаги, резины, гипса и многого другого.