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硫酸物理性质是什么?硫酸应用领域有哪些?硫酸特性是......

时间:2017-04-13 作者:xiaoxiao 浏览:   手机版

硫酸是什么?平时在生活中硫酸是必不可少的,硫酸应用领域有哪些?硫酸物理性质是什么呢?硫酸虽然害处非常多,但硫酸在人类生活中起到了很大的作用。硫酸物理性质是什么?大家知道吗?接下来小编为大家介绍硫酸存在情况有哪些?硫酸化学性质有哪些危害?

硫酸是什么?

硫酸(化学式:H₂SO₄),硫的最重要的含氧酸。无水硫酸为无色油状液体,10.36℃时结晶,通常使用的是它的各种不同浓度的水溶液,用塔式法和接触法制取。

前者所得为粗制稀硫酸,质量分数一般在75%左右;后者可得质量分数98.3%的纯浓硫酸,沸点338℃,相对密度1.84。硫酸是一种最活泼的二元无机强酸,能和许多金属发生反应。

高浓度的硫酸有强烈吸水性,可用作脱水剂,碳化木材、纸张、棉麻织物及生物皮肉等含碳水化合物的物质。与水混合时,亦会放出大量热能。其具有强烈的腐蚀性和氧化性,故需谨慎使用。

是一种重要的工业原料,可用于制造肥料、药物、炸药、颜料、洗涤剂、蓄电池等,也广泛应用于净化石油、金属冶炼以及染料等工业中。常用作化学试剂,在有机合成中可用作脱水剂和磺化剂。

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硫酸新霉素

硫酸简介

硫酸是化学三大无机强酸(硫酸、硝酸、盐酸)之一,是一种无色无味油状液体。常用的浓硫酸中HSO的质量分数为98.3%,其密度为1.84g/cm ,其物质的量浓度为18.4mol/L 。硫酸是一种高沸点难挥发的强酸,易溶于水,能以任意比与水混溶。

硫酸存在情况

硫酸存在地球

酸雨中含有硫酸,酸雨中的二氧化硫(SO2)与大气中的水反应,生成亚硫酸(H2SO3),亚硫酸又被大气中的氧气氧化,生成硫酸,随雨水落到地面,引起酸性土壤的形成。

改良酸性土壤通常用碱性物质进行中和。自然界中,很多含硫的矿物质,例如硫化亚铁,在发生氧化反应后形成硫酸,所形成的液体为高度酸性。

能氧化残留的金属物,释出有毒的气体。在生物界,有一种海蛞蝓(Notaspidean pleurobranchs)也能喷射含硫酸的分泌物来御敌。

硫酸存在金星

硫酸能在金星的上层大气中找到。这主要出自于太阳对二氧化硫,二氧化碳及水的光化作用。波长短于160nm的紫外光子能光解二氧化碳,使其变为一氧化碳及原子氧。

原子氧内链非常活跃,它与二氧化硫发生反应变为三氧化硫。三氧化硫进一步与水产生反应释出硫酸。硫酸在金星大气中较高较冷的地区为液体,这层厚厚的。

离星球表面约45~70公里的硫酸云层复盖整个星球表面。这层大气不断地释出酸雨。在金星里,硫酸的形成不断循环。当硫酸从大气较高较冷的区域跌至较低较热的地区时被蒸发。

其含水量越来越少而其浓度也就越来越高。当温度达300℃时,硫酸开始分解为三氧化硫以及水,产物均为气体。三氧化硫非常活跃并分解为二氧化硫及原子氧。

原子氧接着氧化一氧化碳令其变为二氧化碳,二氧化硫及水会从大气中层升高到上层,它们会发生反应重新释出硫酸,整个过程又再一次循环。

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焦亚硫酸钾

硫酸存在木卫二

由伽利略号探测器传来的影像显示,硫酸亦有可能出现于木星的其中一个卫星——木卫二,但有关细节仍存有争议。

硫酸自然界的存在

硫酸常在火山周围的积水中被检出。大气污染产生的酸雨中也常含硫酸,主要产生过程是燃烧煤炭、石油等含硫物质产生二氧化硫,再于空气中被氧化并溶于水中。

在生物界,有一种海蛞蝓(Notaspideanpleurobranchs)也能喷射含硫酸的分泌物来御敌。

硫酸物理性质

纯硫酸一般为无色油状液体,密度1.84 g/cm³,沸点337℃,能与水以任意比例互溶,同时放出大量的热,使水沸腾。加热到290℃时开始释放出三氧化硫。

最终变成为98.54%的水溶液。在317℃时沸腾而成为共沸混合物。硫酸的沸点及粘度较高,是因为其分子内部的氢键较强的缘故。由于硫酸的介电常数较高。

因此它是电解质的良好溶剂。而作为非电解质的溶剂则不太理想。硫酸的熔点是10.371℃,加水或加三氧化硫均会使凝固点下降。

硫酸浓度的差异

尽管可以制出浓纯净的硫酸,并且室温下是无限稳定的(所谓的分解成恒沸物的反应发生在接近沸点的高温之下),但是纯硫酸凝固点过高(283.4K)。

所以为了方便运输通常制成98%硫酸,故一般所说的“高浓度硫酸”指的便是浓度为98%的硫酸。另外,硫酸在不同的浓度下有不同的应用,以下为一些常见的浓度级别:

硫酸亦可被制成其他形态。例如,将高浓度的SO通入硫酸可制成发烟硫酸(HSO)。有关发烟硫酸的浓度,人们通常以SO的百分比作准或者是HSO的百分比作准,两者均可。

一般所称的“发烟硫酸”的浓度为45%(含109%HSO)或65%(含114.6% HSO)。100%纯发烟硫酸为固体,熔点为36℃。

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硫酸亚铁铵

硫酸极性与导电性

纯硫酸是一种极性非常大的液体,其介电系数大约为100。因为它分子与分子之间能够互相质子化对方,造成它极高的导电性,这个过程被称为质子自迁移。发生的过程是:2HSO====HSO+ HSO

硫酸化学性质

硫酸腐蚀性

纯硫酸加热至290℃分解放出部分三氧化硫,直至酸的浓度降到98.3%为止,这时硫酸为恒沸溶液,沸点为338°C。无水硫酸体现酸性是给出质子的能力,纯硫酸仍然具有很强的酸性。

98%硫酸与纯硫酸的酸性基本上没有差别,而溶解三氧化硫的发烟硫酸是一种超酸体系,酸性强于纯硫酸,但是广泛存在一种误区,即稀硫酸的酸性强于浓硫酸,这种想法是错误的。

的确,稀硫酸第一步电离完全,产生大量的水合氢离子HO;但是浓硫酸和水一样,自身自偶电离会产生一部分硫酸合氢离子HSO,正是这一部分硫酸合质子,导致纯硫酸具有非常强的酸性。

虽然少,但是酸性却要比水合质子强得多,所以纯硫酸的哈米特酸度函数高达-12.0。在硫酸溶剂体系中,HSO经常起酸的作用,能质子化很多物质产生离子型化合物:

NaCl+ HSO==NaHSO+HCl(不加热都能很快反应)

KNO+ HSO→K+HSO+HNO

HNO+ HSO→NO+HO+2HSO

CHCOOH+ HSO→CHC(OH)+HSO

HSOF+ HSO→HSO+SOF(氟磺酸酸性更强)

上述与HNO的反应所产生的NO,有助于芳香烃的硝化反应。

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工业硫酸

浓硫酸特性

1、硫酸脱水性

脱水指浓硫酸脱去非游离态水分子或按照水的氢氧原子组成比脱去有机物中氢氧元素的过程。就硫酸而言,脱水性是浓硫酸的性质,而非稀硫酸的性质,浓硫酸有脱水性且脱水性很强。

脱水时按水的组成比脱去。物质被浓硫酸脱水的过程是化学变化,反应时,浓硫酸按水分子中氢氧原数的比(2:1)夺取被脱水物中的氢原子和氧原子或脱去非游离态的结晶水。

如五水硫酸铜(CuSO·5HO)。可被浓硫酸脱水的物质一般为含氢、氧元素的有机物,其中蔗糖、木屑、纸屑和棉花等物质中的有机物,被脱水后生成了黑色的炭,这种过程称作炭化。

一个典型的炭化现象是蔗糖的黑面包反应。在200mL烧杯中放入20g蔗糖,加入几滴水,水加适量,搅拌均匀。然后再加入15mL质量分数为98%的浓硫酸,迅速搅拌。

观察实验现象。可以看到蔗糖逐渐变黑,体积膨胀,形成疏松多孔的海绵状的炭,反应放热,还能闻到刺激性气体。CHO====12C+11HO

同时进行碳与浓硫酸反应:C+2HSO(浓)====CO↑+2SO↑+2HO

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