Kwas siarkowy
Kwas siarkowy VI (H2SO4) - kwas siarkowy, witriol. Bezbarwna, gęsta, oleista, bezwonna ciecz. Miesza się z wodą w każdym stosunku, wydzielając przy tym duże ilości ciepła (dla tego właśnie, że kwas siarkowy jest gęstszy od wody i wydziela ciepło mieszając się z nią, należy wlewać kwas do wody, a nie odwrotnie przy rozcieńczaniu). Jest cieczą wybitnie higroskopijną, pochłania wodę z otoczenia, potrafi nawet pochłonąć wodę z innych związków (np. cukrów, bo stosunek ilości atomów wodoru do tlenu w ich cząsteczkach wynosi 2:1, czyli tak jak w cząstce wody). Rozcieńczony kwas siarkowy VI rozpuszcza w sobie metale nieszlachetne np. żelazo:
Fe + H2SO4 ==> FeSO4 + H2
Użyte w przykładzie żelazo w stężonym kwasie ulega pasywacji i nie rozpuszcza się w nim, natomiast metale szlachetne i półszlachetne reagują ze stężonym kwasem siarkowym, redukując atom siarki do IV-ro wartościowego:
Cu + 2H2SO4 ==> CuSO4 + SO2 + 2H2O
W przemyśle kwas siarkowy VI otrzymuje się na drodze wieloetapowego procesu, produktem wyjściowym jest tu siarka, najpierw spala się ją otrzymując tlenek siarki IV:
S + O2 ==> SO2
Następnie otrzymaną mieszaninę tlenku siarki IV z powietrzem odpyla się i osusza, po oczyszczeniu tlenek siarki IV przeprowadza się w tlenek siarki VI (utlenia) z udziałem katalizatora wanadowego (konkretnie pięciotlenku wanadu: V2O5) :
2SO2 + O2 =(V2O5)=> 2SO3
Następnie uzyskany tlenek siarki VI rozpuszcza się w stężonym kwasie siarkowym. Powstaje oleum (czyli roztwór trójtlenku siarki w stężonym kwasie siarkowym). Później oleum rozcieńcza się wodą do pożądanego stężenia.
Drobna dygresja
Pewnie zastanawiasz się, dlaczego trójtlenek siarki rozpuszcza się w kwasie siarkowym, a nie w wodzie. Pewnie wydaje się Ci to trochę dziwne, że w procesie otrzymywania kwasu siarkowego używany jest kwas siarkowy. Już rozwiewam twoje wątpliwości. Po prostu okazuje się, że rozpuszczanie SO3 w kwasie siarkowym jest łatwiejsze w kontrolowaniu niż rozpuszczanie w wodzie. Taki sposób wymuszają jedynie przyczyny techniczne, bo patrząc z punktu widzenia chemicznego tlenek siarki VI można też rozpuszczać w wodzie i z powodzeniem powstanie kwas siarkowy VI.
Kwas siarkowy jest często nazywany krwią przemysłu chemicznego, produkowane i zużywane są jego ogromne ilości. Wymienię tu tylko kilka najważniejszych gałęzi przemysłu, które wykorzystują kwas siarkowy:
- przemysł barwników
- przemysł włókienniczy
- przemysł papierniczy
- przemysł petrochemiczny
- przemysł chemiczny (głównie petrochemia, pirotechnika, produkcja tworzyw sztucznych i innych kwasów nieorganicznych).
Kwas siarkowy jest potrzebny w wielu doświadczeniach, zamieszczonych na tej stronie. Najprościej zdobyć go w sklepie z akumulatorami (można kupić tam tzw. elektrolit akumulatorowy, który jest około 40 %-owym kwasem siarkowym).