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H2SO4 - Schwefelsäure - Referat
H2SO4 ist die Summenformel der starken Säure des Schwefels, der Schwefelsäure. Bei dieser handelt es sich um eine chemische Verbindung des Schwefels. Schwefelsäure ist eine farblose, ölige, sehr dickflüssige und hygroskopische Flüssigkeit. Es handelt sich um eine der stärksten Säuren. Sie wirkt stark ätzend und darf aus diesem Grund nicht in direkten Kontakt mit dem Körper gelangen.
Die Schwefelsäure bildet zwei verschiedene Arten von Salzen – die Hydrogensulfate und die Sulfate. Bei diesen wurden ein bzw. zwei Protonen durch Kationen ersetzt. Schwefelsäure ist auch unter den Namen Dihydrogensulfat, Monothionsäure, E 513, Vitriolöl und Schwefel(VI)-säure bekannt.
Die molare Masse der Schwefelsäure beträgt 98,08 g x mol^-1. Die Dichte liegt bei 1,84 g x cm^-3. Schwefelsäure schmilzt bei 10 Grad Celsius und siedet bei etwa 335 Grad Celsius. Der Dampfdruck der Schwefelsäure liegt bei unter 0,1 Pa. Sie ist vollständig mit Wasser mischbar.
Es handelt sich bei der Schwefelsäure um eine der technisch wichtigsten Chemikalien und einen der meistproduzierten chemischen Grundstoffe. Sie wird hauptsächlich in der Produktion von Düngemitteln und zur Darstellung anderer Mineralsäuren eingesetzt. Meistens werden wässrige Lösungen verschiedener Konzentrationen eingesetzt.
Unterhalb von 10,37 Grad Celsius erstarrt die zähflüssige, farblose Flüssigkeit. Häufig ist bei der Schwefelsäure eine leicht bräunliche Verfärbung zu sehen. Diese ist auf organische Verunreinigungen zurückzuführen. Reine Schwefelsäure hingegen ist farblos. Oberhalb des Siedepunkts von 279,6 Grad Celsius bilden sich Dämpfe. Diese Dämpfe enthalten u. a. überschüssiges Schwefeltrioxid. Ist eine Temperatur von 333 Grad Celsius erreicht der Dampf einen Säuregehalt von 98 Prozent. Somit liegt ein azetropes Wasser-Schwefelsäure-Gemisch vor. Wird die Säure weiter erhitzt, zersetzt sie sich in Wasser und Schwefeldioxid. Bei einer Temperatur von 450 Grad Celsius ist sie beinahe vollständig dissoziiert.
Da es sich bei der Schwefelsäure um eine sehr starke Säure handelt, gibt sie leicht Protonen ab. Schwefelsäure wird nicht zu den Supersäuren gezählt. Sie dient jedoch als Basis der Definition der Supersäure. So gilt jede Säure, die stärke als reine Schwefelsäure ist und diese somit protonieren kann, als Supersäure.
Schwefelsäure ist stark wasseraffin. Wird die Schwefelsäure mit Wasser gemischt, entstehen unter starker Wärmeentwicklung verschiedene Hydrate der Form H2SO4. Die starke Wasseraffinität lässt sich auch an der Fähigkeit, organische Stoffe aus Hydroxygruppen abzuspalten erkennen. Dieser Entzug des Kohlenstoffs führt zu einer schwärzlichen Verfärbung und Verkohlung des jeweiligen Stoffes. Dieser Effekt kann vor allem bei solchen Stoffen auf, die viele Hydroxygruppen enthalten.
Die Wasseraffinität der Schwefelsäure kann auch im Rahmen von Kondensationsreaktionen verwendet werden. Das Wasser wird dem Stoff bei einer solchen Reaktion ohne Verkohlung entzogen.
Konzentrierte Schwefelsäure wirkt darüber hinaus oxidierend. Sie ist in der Lage, beim Erhitzen auch edlere Metalle zu lösen. Bei einer solchen Reaktion wird die Schwefelsäure zu Schwefeldioxid reduziert. Verdünnte Schwefelsäure wirkt hingegen nur in geringerem Maße oxidativ. Dies ist darauf zurückzuführen, dass das Wasser als Lösemittel die Reaktion zu Schwefeldioxid hemmt. Prinzipiell werden nur Metalle oxidiert bzw. gelöst, die als unedle Elemente mit Hilfe der Reaktion von Protonen zu Wasserstoff oxidiert werden können.
Schwefelsäure wirkt auf der Haut und auf Schleimhäuten stark reizend und ätzend. Lebendes Gewebe kann durch sie zerstört werden.
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