硫酸知識學(xué)習(xí)
硫酸(化學(xué)式:H?SO?),硫的Z重要的含氧酸。無水硫酸是無色油狀液體,在10.36℃結(jié)晶。通常使用其不同濃度的水溶液,采用塔式法和接觸式法制備。前者是質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為75%的粗稀硫酸。后者可得到純度為98.3%的濃硫酸,其沸點為338℃,相對密度為1.84。
硫酸是Z活潑的二元無機(jī)強(qiáng)酸,能與許多金屬反應(yīng)。高濃度硫酸吸水性強(qiáng),可作為脫水劑碳化木材、紙張、棉麻織物和生物皮、肉等含碳水化合物的物質(zhì)。當(dāng)它與水混合時,也會釋放出大量的熱能。具有強(qiáng)腐蝕性和氧化性,需慎用。它是一種重要的工業(yè)原料,可用于制造化肥、藥物、炸藥、顏料、洗滌劑、電池等。,也廣泛應(yīng)用于石油凈化、金屬冶煉、染料等行業(yè)。常用作化學(xué)試劑,在有機(jī)合成中可用作脫水劑和磺化劑。無色粘稠液體,具有強(qiáng)腐蝕性和刺激性氣味,易溶于水,產(chǎn)生稀硫酸。
物理性質(zhì)
純硫酸一般為無色油狀液體,密度1.84 g/cm,沸點337℃??膳c水以任意比例混溶,同時釋放大量熱量使水沸騰。當(dāng)加熱到290℃時,三氧化硫開始釋放,Z終成為98.54%的水溶液,在317℃沸騰成為共沸混合物。硫酸的沸點和粘度很高,因為其分子中有很強(qiáng)的氫鍵。由于其高介電常數(shù),硫酸是電解質(zhì)的良好溶劑,但作為非電解質(zhì)溶劑并不理想。硫酸的熔點是10.371℃。加水或三氧化硫會降低冰點。
化學(xué)性質(zhì)
腐蝕性
純硫酸加熱至290℃分解釋放出部分三氧化硫,直至酸濃度降至98.3%。此時硫酸是恒沸溶液,沸點為338°c,無水硫酸是給出質(zhì)子的能力。純硫酸還是很酸的,98%的硫酸和純硫酸基本沒有區(qū)別。而溶有三氧化硫的發(fā)煙硫酸是一種強(qiáng)酸體系,比純硫酸酸性更強(qiáng),但普遍存在一種誤解,認(rèn)為稀硫酸比濃硫酸酸性更強(qiáng),這是錯誤的。的確,稀硫酸在一步中完全電離,產(chǎn)生大量水合氫離子H3O;;而濃硫酸和水一樣,會通過自身的自耦合電離產(chǎn)生一部分硫酸氫根離子H3SO4,正是這部分硫酸質(zhì)子導(dǎo)致純硫酸酸性很強(qiáng)。雖然少,但其酸性比水合質(zhì)子強(qiáng)很多,所以純硫酸的哈米特酸性函數(shù)高達(dá)-12.0。
濃硫酸的特性
1.脫水能力
脫水是指用濃硫酸除去非游離水分子,或根據(jù)水中氫、氧原子的組成比例,除去有機(jī)物中的氫、氧元素的過程。就硫酸而言,脫水是濃硫酸的性質(zhì),不是稀硫酸的性質(zhì)。濃硫酸有脫水和強(qiáng)脫水之分,脫水時根據(jù)水的組成比來脫除。物質(zhì)被濃硫酸脫水的過程是一種化學(xué)變化。濃硫酸在反應(yīng)過程中,根據(jù)水分子中氫原子和氧原子的比例(2:1),捕獲脫水物質(zhì)中的氫原子和氧原子或除去非游離的結(jié)晶水,如五水硫酸銅(CuSO4 5H2O)。濃硫酸能脫水的物質(zhì)一般是含氫、氧的有機(jī)物,其中蔗糖、鋸末、紙屑、棉花中的有機(jī)物脫水后成為黑炭,稱為炭化。一個典型的碳化現(xiàn)象是蔗糖的黑面包反應(yīng)。將20g蔗糖放入200mL燒杯中,加入幾滴水,加入適量水,攪拌均勻。然后加入15毫升98%的濃硫酸并快速攪拌。觀察實驗現(xiàn)象。可以看到蔗糖逐漸變黑,體積膨脹,形成疏松多孔的海綿狀碳,反應(yīng)放熱,能聞到刺激性氣體。
2.強(qiáng)氧化
(1)與金屬反應(yīng)
①濃硫酸在常溫下可以鈍化鐵、鋁等金屬。(2)濃硫酸加熱時能與除金、鉑以外的所有金屬反應(yīng)生成高價金屬硫酸鹽,其本身一般被還原為二氧化硫。
(2)與非金屬反應(yīng)
熱濃硫酸能把碳、硫、磷等非金屬單質(zhì)氧化成它們的高價氧化物或含氧酸,還原成二氧化硫。在這種反應(yīng)中,濃硫酸只表現(xiàn)出氧化作用。
(3)與其他還原性物質(zhì)反應(yīng)
濃硫酸有很強(qiáng)的氧化性,所以在實驗室不能用來產(chǎn)生硫化氫、溴化氫、碘化氫等還原性氣體。
急救知識:
硫酸接觸皮膚時,需要用大量的水沖洗,然后涂上3%~5%的碳酸氫鈉溶液,以便迅速就醫(yī)。濺入眼睛后立即提起眼瞼,用大量流動水或生理鹽水沖洗至少15分鐘。迅速就醫(yī)。吸入蒸汽后,應(yīng)迅速離開現(xiàn)場,到空氣新鮮的地方。保持呼吸道通暢。如果呼吸困難,給氧氣。如果呼吸停止,立即進(jìn)行人工呼吸。迅速就醫(yī)。誤服后用水漱口,給牛奶或蛋清,并迅速就醫(yī)。