Sumporna kiselina

Ona se može dobiti oksidacijom sumpora ili sumpor-dioksida toplom, koncentrovanom azotnom kiselinom.

Kontaktni postupak

Ovaj postupak se koristi za industrijsko dobijanje sumporne kiseline.Prvo u prisustvu katalizatora (vanadijum-pentoksida) reaguju sumpor-dioksid i kiseonik, potom se na dobijeni sumpor-trioksid dodaje koncentrovana sumporna kiselina da bi se dobila pušljiva sumporna kiselina, na koju se dodaje voda da bi se rastvorila i tako dobila koncentrovana sumporna kiselina.

${\displaystyle 2SO_{2}+O_{2}\rightarrow 2SO_{3}}$
${\displaystyle SO_{3}+H_{2}O\rightarrow H_{2}SO_{4}}$
${\displaystyle H_{2}SO_{4}+SO_{3}\rightarrow H_{2}S_{2}O_{7}}$
${\displaystyle H_{2}S_{2}O_{7}+H_{2}O\rightarrow H_{2}SO_{4}}$

Proces olovnih komora

je drugi način za industrijsko dobijanje sumpora.Ovaj proces je u industriji bio poznat dosta rano i sve do uvođenja kontaktnog procesa bio je jedini kojim se dobijala sumporna kiselina u velikim količinama. Kiselina dobijena po ovom postupku odlikuje se malom koncentracijom.Sučtina procesa olovnih komora sastoji se u oksidaciji sumpor-dioksida u sumpor-trioksid pomoću azot-dioksida NO_2,koji se gradi razlaganjem azotne kiseline.Komorni proces se deli na četiri operecije a to su: 1. Dobijanje smeše sumpor-dioksida i vazduha;2. Čišćenje gasne smeše;3. Oksidacija sumpor-dioksida u sumpor-trioksid;4. koncentrovanje dobijene sumporne kiseline.

Sumporna kiselina je jedna od najjačih neorganskih kiselina. Veoma je korozivna i sa njom se mora pažljivo rukovati.^[4]

Sumporna kiselina je po Arenijusu dvobazna kiselina jer disocijacijom daje dva jona vodonika po molekuli.

Reakcije

Energija solvatacije sulfatne kiseline je veoma visoka, i razblaživanje sulfatne kiseline je jako egzoterman proces, te se vrši samo dodatkom kiselinu u vodu, nikako obratno.

U vodi sumporna kiselina veoma lako disosuje (kao i sve jake kiseline), proizvodeći veliki broj vodonikovih H⁺jona u rastvoru.

${\displaystyle H_{2}SO_{4}\rightarrow 2H^{+}+SO_{4}^{2-}}$

Sumporna kiselina može da učestvuje u reakciji neutralizacije. U reakciji sa bazama, baznim oksidima ili metalima dobija se metalni sulfat (odnosno so sumporne kiseline i tog metala). Sumporna kiselina može da reaguje sa metalima koji su u naponskom nizu metala iznad vodonika, jer ti metali istisnu vodonik iz nje gradeći sa njom odgovarajuću so.

${\displaystyle H_{2}SO_{4}+2Na\rightarrow Na_{2}SO_{4}+H_{2}}$
${\displaystyle H_{2}SO_{4}+Na_{2}O\rightarrow Na_{2}SO_{4}+H_{2}O}$
${\displaystyle H_{2}SO_{4}+2NaOH\rightarrow Na_{2}SO_{4}+2H_{2}O}$

Sumporna kiselina može da istisne slabije kiseline iz njihovih soli, npr. istisnuće azotastu kiselinu iz natrijum-nitrita itd.

${\displaystyle 2NaNO_{2}+H_{2}SO_{4}\rightarrow Na_{2}SO_{4}+2HNO_{2}}$

Ako se na sumpornu kiselinu doda još sumpor(III)-oksida, dobija se nova kiselina– pušljiva (dimeća) sumporna kiselina, čiji su drugi nazivi pirosumporna kiselina i oleum.

${\displaystyle H_{2}SO_{4}+SO_{3}\rightarrow H_{2}S_{2}O_{7}}$

Sumporna kiselina se često koristi kao katalizator u nekim reakcijama, npr. u esterifikaciji, reakciji oksidacije alkohola do karboksilne kiseline, sulfonovanju arena itd.

Koncentrovana sumporna kiselina je jako oksidaciono sredstvo, a istovremeno i jaka kiselina i jako dehidrataciono sredstvo što je čini reagensom sa raznovrsnom primenom.

Sumporna kiselina je bezbojna uljasta tečnost. Kod industrijske sumporne kiseline dozvoljen je veći stepen nečistoća, i kod nje boja ide od bezbojne do žućkaste boje.

Ona je polarno jedinjenje, meša se sa vodom u svim odnosima i higroskopna je supstanca.

Sumporna kiselina je najvažniji proizvod bazične hemijske industrije. Proizvodi se u velikim količinama jer ima veoma široku upotrebu (godine 2001. u svetu proizvedeno je 165 miliona tona sumporne kiseline).

Najčešća primena sumporne kiseline je proizvodnja veštačkog đubriva, ali ima mnogo drugih primena, kao što je dobijanje hemikalija, rafinisanje ulja, proizvodnja boje, proizvodnja deterdženata, u tekstilnoj industriji (koristi se za proizvodnju sintetičkih vlakana), u proizvodnji lekova, za proizvodnju eksploziva, u metalurgiji, u akumulatorima itd.

Retko se upotrebljava čista sumporna kiselina. Najčešće se koristi njen 96-98% vodeni rastvor.

Sumporna kiselina se može naći na planeti Veneri. Ugljen dioksid koji se tamo nalazi razlaže se pod uticajem ultravioletnih talasa od Sunčeve svetlosti na ugljen monoksid i nascentni kiseonik, a potom dobijeni kiseonik reaguje sa sumpor-dioksidom koji se nalazi u atmosferi Venere i gradi se sumpor-trioksid. Zatim ovaj sumpor-trioksid reaguje sa vodenom parom, pa se nagradi sumporna kiselina.

Sumporna kiselina se nalazi u kiselim kišama. Nastaje tako što se sumpor-trioksid, koji se nalazi u izduvnim gasovima automobila, autobusa, aviona itd., jedini sa vodom i tako nastaje sumporna kiselina. Zato postoji velika količina sumporne kiseline u blizini aerodroma.

Kisele kiše su korozivne (jer su one, između ostalog, u stvari razblažena sumporna kiselina), nagrizaju spomenike, uništavaju biljni svet itd.