Валентность серы в серной кислоте равна VI.

Физические свойства серной кислоты

Безводная серная кислота — бесцветная маслянистая жидкость без запаха. Температура кипения (с разложением) — 296,2 °C. При кипении образует азеотропную смесь (98,3% H₂SO₄), кипящую при 336,5 °C.

Концентрированная H₂SO₄ не дымит, не окрашена, не корродирует чёрные металлы (пассивация).

Важно: при разбавлении всегда добавляйте кислоту в воду — небольшими порциями с постоянным перемешиванием!

Производство серной кислоты

Основной промышленный метод — контактный способ (с катализатором V₂O₅). Преимущества:

• Получение чистой концентрированной кислоты
• Минимизация выбросов вредных веществ

Устаревший метод — нитрозный (башенный).

Подробнее о производстве — в этой статье.

Химические свойства H₂SO₄

Серная кислота — одна из самых активных неорганических кислот. Полностью диссоциирует по обеим ступеням:

1. Разбавленная серная кислота

Проявляет типичные свойства сильной кислоты.

• С металлами (до H₂ в ЭХР):
  H₂SO₄ + Zn → ZnSO₄ + H₂↑
  H₂SO₄ + Cu ⇏
• С основными оксидами:
  H₂SO₄ + MgO → MgSO₄ + H₂O
  H₂SO₄ + FeO → FeSO₄ + H₂O
• С амфотерными оксидами:
  3H₂SO₄ + Fe₂O₃ → Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O
  H₂SO₄ + ZnO → ZnSO₄ + H₂O
• С основаниями:
  H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O
  H₂SO₄ + Cu(OH)₂ → CuSO₄ + 2H₂O
• С аммиаком:
  H₂SO₄ + NH₃ → NH₄HSO₄
  H₂SO₄ + 2NH₃ → (NH₄)₂SO₄
• С амфотерными гидроксидами:
  3H₂SO₄ + 2Al(OH)₃ → Al₂(SO₄)₃ + 6H₂O
• С солями (если образуются газ, осадок или слабый электролит):
  H₂SO₄ + Na₂CO₃ → Na₂SO₄ + CO₂↑ + H₂O
  H₂SO₄ + Na₂SiO₃ → Na₂SO₄ + H₂SiO₃↓
  H₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄↓ + 2HCl

2. Концентрированная серная кислота

Сильный окислитель. Восстанавливается до SO₂, S или H₂S.

• С солями летучих кислот:
  NaNO_3(тв) + H₂SO_4(конц) → NaHSO₄ + HNO₃↑
  NaCl_(тв) + H₂SO_4(конц) → NaHSO₄ + HCl↑
• С бромидами и иодидами — ОВР:
  2KBr + 2H₂SO_4(конц) → Br₂↑ + SO₂↑ + K₂SO₄ + 2H₂O
  8KI + 5H₂SO_4(конц) → 4I₂↓ + H₂S↑ + 4K₂SO₄ + 4H₂O
• Пассивация: Fe, Al, Cr — не реагируют на холоду.
• Неактивные металлы (Cu, Ag, Hg): → SO₂
  Cu + 2H₂SO_4(конц) → CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O
• Mg, Ca: → S
  3Mg + 4H₂SO₄ → 3MgSO₄ + S↓ + 4H₂O
• Zn, щелочные металлы: → H₂S, S, SO₂
  4Zn + 5H₂SO_4(конц) → 4ZnSO₄ + H₂S↑ + 4H₂O
• С неметаллами:
  C + 2H₂SO_4(конц) → CO₂↑ + 2SO₂↑ + 2H₂O
  S + 2H₂SO_4(конц) → 3SO₂↑ + 2H₂O
  2P + 5H₂SO_4(конц) → 2H₃PO₄ + 5SO₂↑ + 2H₂O

Особые свойства концентрированной H₂SO₄

• Водоотнимающее действие:
  C₁₂H₂₂O₁₁ → 12C + 11H₂O (обугливание)
  CH₃COOH + CH₃OH → CH₃COOCH₃ + H₂O (этерификация)
  CH₃CH₂OH → CH₂=CH₂ + H₂O (дегидратация)
• Сульфирование:
  C₆H₆ + H₂SO₄ → C₆H₅SO₃H + H₂O
• Олеум:
  SO₃ + H₂SO₄ → H₂S₂O₇ (пиросерная кислота)

Разложение сульфатов при нагревании

ЩМ и ЩЗМ: устойчивы.
Менее активные металлы:

Качественная реакция на сульфат-ионы

Применение серной кислоты и её солей

Серная кислота:

• Производство удобрений, взрывчатых веществ, красителей, лекарств
• Электролит в свинцовых аккумуляторах
• Текстильная, пищевая, нефтехимическая промышленность

Сульфаты:

• K₂SO₄ — калийное удобрение
• CaSO₄·2H₂O — гипс (строительство, медицина)
• CuSO₄·5H₂O — медный купорос (фунгицид)
• FeSO₄·7H₂O — железный купорос (чернила, пропитка)
• Na₂SO₄·10H₂O — глауберова соль (медицина, стекло)