Sumporna kiselina

Sumporna kiselina je hemijsko jedinjenje molekulske formule H₂SO₄. Spada u klasu neorganskih kiselina.

Sumporna kiselina
IUPAC ime	Sumporna kiselina
Drugi nazivi	Sulfatna kiselina, vitriol
Identifikacija
CAS registarski broj	7664-93-9 Y
ChemSpider	1086 Y
UNII	O40UQP6WCF Y
EINECS broj	231-639-5
UN broj	1830
KEGG	D05963
MeSH	Sulfuric+acid
ChEBI	26836
ChEMBL	CHEMBL572964 Y
RTECS registarski broj toksičnosti	WS5600000
Jmol-3D slike	Slika 1
SMILES OS(=O)(=O)O
InChI InChI=1S/H2O4S/c1-5(2,3)4/h(H2,1,2,3,4) Y Kod: QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Y InChI=1/H2O4S/c1-5(2,3)4/h(H2,1,2,3,4) Kod: QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYAC
Svojstva
Molekulska formula	H2SO4
Molarna masa	98.078 g/mol
Agregatno stanje	čista, bezbojna, mirisna tečnost
Gustina	1.84 g cm−3, tečnost
Tačka topljenja	10 °C, 283 K, 50 °F
Tačka ključanja	290 °C, 563 K, 554 °F (98% rastvor na 338 °C)
Rastvorljivost u vodi	potpuno se meša (egzotermno)
Viskoznost	26.7 cP na 20 °C
Opasnost
EU-klasifikacija	Veoma korozivna (C)
NFPA 704	0 3 2 COR
R-oznake	R35
S-oznake	(S1/2), S26, S30, S45
Tačka paljenja	Ne gori
Srodna jedinjenja
Srodna jake kiseline	hlorovodonična kiselina Azotna kiselina
Srodna jedinjenja	vodonik-sulfid azotasta kiselina peroksimonosulfatna kiselina sumpor-trioksid oleum
Ukoliko nije drugačije napomenuto, podaci se odnose na standardno stanje (25 °C, 100 kPa) materijala
Infobox references

Dobijanje

Ona se može dobiti oksidacijom sumpora ili sumpor-dioksida toplom, koncentrovanom azotnom kiselinom.

Kontaktni postupak

Ovaj postupak se koristi za industrijsko dobijanje sumporne kiseline. Prvo u prisustvu katalizatora (vanadijum-pentoksida) reaguju sumpor-dioksid i kiseonik, potom se na dobijeni sumpor-trioksid dodaje koncentrovana sumporna kiselina da bi se dobila pušljiva sumporna kiselina, na koju se dodaje voda da bi se rastvorila i tako dobila koncentrovana sumporna kiselina.

$2SO_{2}+O_{2}\rightarrow 2SO_{3}$
$SO_{3}+H_{2}O\rightarrow H_{2}SO_{4}$
$H_{2}SO_{4}+SO_{3}\rightarrow H_{2}S_{2}O_{7}$
$H_{2}S_{2}O_{7}+H_{2}O\rightarrow H_{2}SO_{4}$

Proces olovnih komora

je drugi način za industrijsko dobijanje sumpora. Ovaj proces je u industriji bio poznat dosta rano i sve do uvođenja kontaktnog procesa bio je jedini kojim se dobijala sumporna kiselina u velikim količinama. Kiselina dobijena po ovom postupku odlikuje se malom koncentracijom. Sučtina procesa olovnih komora sastoji se u oksidaciji sumpor-dioksida u sumpor-trioksid pomoću azot-dioksida NO_2, koji se gradi razlaganjem azotne kiseline. Komorni proces se deli na četiri operecije a to su: 1. Dobijanje smeše sumpor-dioksida i vazduha; 2. Čišćenje gasne smeše; 3. Oksidacija sumpor-dioksida u sumpor-trioksid; 4. koncentrovanje dobijene sumporne kiseline.

Hemijske osobine

Sumporna kiselina je jedna od najjačih neorganskih kiselina. Veoma je korozivna i sa njom se mora pažljivo rukovati.

Sumporna kiselina je po Arenijusu dvobazna kiselina jer disocijacijom daje dva jona vodonika po molekuli.

Reakcije

Energija solvatacije sulfatne kiseline je veoma visoka, i razblaživanje sulfatne kiseline je jako egzoterman proces, te se vrši samo dodatkom kiselinu u vodu, nikako obratno.

U vodi sumporna kiselina veoma lako disosuje (kao i sve jake kiseline), proizvodeći veliki broj vodonikovih H⁺jona u rastvoru.

$H_{2}SO_{4}\rightarrow 2H^{+}+SO_{4}^{2-}$

Sumporna kiselina može da učestvuje u reakciji neutralizacije. U reakciji sa bazama, baznim oksidima ili metalima dobija se metalni sulfat (odnosno so sumporne kiseline i tog metala). Sumporna kiselina može da reaguje sa metalima koji su u naponskom nizu metala iznad vodonika, jer ti metali istisnu vodonik iz nje gradeći sa njom odgovarajuću so.

$H_{2}SO_{4}+2Na\rightarrow Na_{2}SO_{4}+H_{2}$
$H_{2}SO_{4}+Na_{2}O\rightarrow Na_{2}SO_{4}+H_{2}O$
$H_{2}SO_{4}+2NaOH\rightarrow Na_{2}SO_{4}+2H_{2}O$

Sumporna kiselina može da istisne slabije kiseline iz njihovih soli, npr. istisnuće azotastu kiselinu iz natrijum-nitrita itd.

$2NaNO_{2}+H_{2}SO_{4}\rightarrow Na_{2}SO_{4}+2HNO_{2}$

Ako se na sumpornu kiselinu doda još sumpor(III)-oksida, dobija se nova kiselina– pušljiva (dimeća) sumporna kiselina, čiji su drugi nazivi pirosumporna kiselina i oleum.

$H_{2}SO_{4}+SO_{3}\rightarrow H_{2}S_{2}O_{7}$

Sumporna kiselina se često koristi kao katalizator u nekim reakcijama, npr. u esterifikaciji, reakciji oksidacije alkohola do karboksilne kiseline, sulfonovanju arena itd.

Koncentrovana sumporna kiselina je jako oksidaciono sredstvo, a istovremeno i jaka kiselina i jako dehidrataciono sredstvo što je čini reagensom sa raznovrsnom primenom.

Fizičke osobine

Sumporna kiselina je bezbojna uljasta tečnost. Kod industrijske sumporne kiseline dozvoljen je veći stepen nečistoća, i kod nje boja ide od bezbojne do žućkaste boje.

Ona je polarno jedinjenje, meša se sa vodom u svim odnosima i higroskopna je supstanca.

Primena

Sumporna kiselina je najvažniji proizvod bazične hemijske industrije. Proizvodi se u velikim količinama jer ima veoma široku upotrebu (godine 2001. u svetu proizvedeno je 165 miliona tona sumporne kiseline).

Najčešća primena sumporne kiseline je proizvodnja veštačkog đubriva, ali ima mnogo drugih primena, kao što je dobijanje hemikalija, rafinisanje ulja, proizvodnja boje, proizvodnja deterdženata, u tekstilnoj industriji (koristi se za proizvodnju sintetičkih vlakana), u proizvodnji lekova, za proizvodnju eksploziva, u metalurgiji, u akumulatorima itd.

Retko se upotrebljava čista sumporna kiselina. Najčešće se koristi njen 96-98% vodeni rastvor.

Nalaženje

Sumporna kiselina se može naći na planeti Veneri. Ugljen dioksid koji se tamo nalazi razlaže se pod uticajem ultravioletnih talasa od Sunčeve svetlosti na ugljen monoksid i nascentni kiseonik, a potom dobijeni kiseonik reaguje sa sumpor-dioksidom koji se nalazi u atmosferi Venere i gradi se sumpor-trioksid. Zatim ovaj sumpor-trioksid reaguje sa vodenom parom, pa se nagradi sumporna kiselina.

Sumporna kiselina se nalazi u kiselim kišama. Nastaje tako što se sumpor-trioksid, koji se nalazi u izduvnim gasovima automobila, autobusa, aviona itd., jedini sa vodom i tako nastaje sumporna kiselina. Zato postoji velika količina sumporne kiseline u blizini aerodroma.

Kisele kiše su korozivne (jer su one, između ostalog, u stvari razblažena sumporna kiselina), nagrizaju spomenike, uništavaju biljni svet itd.

Vanjske veze

Sumporna kiselina na Wikimedijinoj ostavi