Black-Friday-2021-11-Encyklopedie.png

Kyselina sírová

Z Multimediaexpo.cz

Kyselina sírová (zastarale též vitriol) je silná dvojsytná kyselina. Je jednou z nejdůležitějších průmyslově ve velkém množství vyráběných chemikálií. Její sumární vzorec je H2SO4, který značí, že se skládá ze dvou atomů vodíku, jednoho atomu síry a čtyř atomů kyslíku.

Obsah

Příprava a výroba

Oleum s obsahem cca 20 % oxidu sírového – nad hladinou je vidět aerosol („dým“) vzniklý reakcí SO3 s vodní parou na H2SO4

Výroba kyseliny sírové probíhá třístupňově, přičemž prvním krokem je příprava oxidu siřičitého, který se obvykle získává buď přímým spalováním síry,

S(s) + O2(g) → SO2(g),

nebo pražením pyritu či markazitu

4 FeS2(s) + 11 O2(g) → 8 SO2(g) + 2 Fe2O3(s),

nebo pražením sulfidu železnatého či jiných sulfidů

4 FeS + 7 O2(g) → 4 SO2(g) + 2 Fe2O3(s).

Druhým krokem je oxidace oxidu siřičitého na oxid sírový. Při této reakci se jako katalyzátoru používá oxidu vanadičného V2O5

2 SO2(g) + O2(g) → 2 SO3.

Nakonec reakcí oxidu sírového s vodou vzniká kyselina sírová

SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(aq).

V průmyslu je voda nahrazena koncentrovanou kyselinou sírovou (96-98%), přičemž jako mezistupeň vzniká kyselina disírová, což je vlastně jen hemihydrát oxidu sírového 2 SO3.H2O

SO3(g) + H2SO4(aq) → H2S2O7
H2S2O7 + H2O(l) → 2 H2SO4(aq)

Dalším rozpouštěním oxidu sírového v kyselině sírové vzniká kyselina disírová a následně tzv. oleum, jehož ředěním se získává kyselina sírová požadované koncentrace.

SO3 + H2SO4 → H2S2O7
SO3 + H2S2O7 → H2S3O10

Vlastnosti

Účinky 98% kyseliny sírové na papír

Kyselina sírová je v koncentrovaném stavu hustá olejnatá kapalina, neomezeně mísitelná s vodou. Ředění této kyseliny je silně exotermní proces. Koncentrovaná (96–98 %) má silné dehydratační a oxidační (zvlášť za horka) účinky. Je velmi nebezpečnou žíravinou, způsobuje dehydrataci (zuhelnatění) organických látek. Zředěná kyselina oxidační schopnosti nemá a reaguje s neušlechtilými kovy za vzniku vodíku a síranů. Je hygroskopická, tj. pohlcuje vodní páry. Kyselina sírová je velmi reaktivní, reaguje téměř se všemi kovy kromě železa (v koncentrovaném stavu jej pasivuje), olova, zlata, platiny a wolframu, 20% vodný roztok nereaguje s mědí.

Roztok oxidu sírového v kyselině sírové se nazývá oleum. Kyselina sírová tvoří dva typy solísírany a hydrogensírany. Některé její soli tvoří hydráty.

Chemické reakce

Neušlechtilé kovy se v kyselině sírové rozpouštějí za vývoje vodíku a vzniku příslušných síranů, např.

H2SO4(aq) + Zn(s) → H2(g) + ZnSO4(aq)
3 H2SO4(aq) + 2 Al(s) → 3H2(g) + Al2(SO4)3(aq)

Podobně většina oxidů kovů se v kyselině sírové rozpouští za vzniku solí

CuO(s) + H2SO4(aq) → H2O(l) + CuSO4(aq)

Reakcí s amoniakem nebo jeho vodným roztokem (čpavkem) vzniká síran amonný

2 NH3(g) + H2SO4(aq) → (NH4)2SO4(aq),

resp.

2 NH4OH(aq) + H2SO4(aq) → (NH4)2SO4 + H2O(l).

Průmyslově významnou je reakce s fosforečnanem vápenatým, jejímž produktem je směs síranu vápenatého, monohydrogenfosforečnanu vápenatého, dihydrogenfosforečnanu vápenatého a volné kyseliny fosforečné známá jako fosforečné hnojivo superfosfát

Ca3(PO4)2(s) + H2SO4(aq) → 2 CaHPO4(aq) + CaSO4(aq),
Ca3(PO4)2(s) + 2 H2SO4(aq) → Ca(H2PO4)2(aq) + 2 CaSO4(aq),
Ca3(PO4)2(s) + 3 H2SO4(aq) → 2 H3PO4(aq) + 3 CaSO4(aq).

Touto reakcí se původně téměř nerozpustný fosforečnan vápenatý přemění na směs rozpustnějších kyselých fosforečnanů a dobře rozpustné kyseliny fosforečné, což urychluje využití fosforu rostlinami.

Použití

Použití kyseliny sírové je velmi široké. Kyselina sírová se používá zejména

  • při výrobě průmyslových hnojiv
  • při výrobě chemikálií
  • při výrobě plastů
  • při výrobě léčiv
  • při výrobě barviv
  • při výrobě výbušnin
  • v papírenském průmyslu
  • v textilním průmyslu
  • při výrobě syntetických vláken
  • při úpravě rud
  • při zpracování ropy
  • jako náplň do olověných akumulátorů
  • při sušení a odvodňování látek
  • při snižování pH akvarijní vody

Externí odkazy


Commons nabízí fotografie, obrázky a videa k tématu
Kyselina sírová