Физические и химические свойства серной кислоты

Физические свойства

Серная кислота — бесцветная едкая тяжелая маслообразная жидкость без запаха, плотность 1,84г/см³, смешивается с водой в любых соотношениях. Концентрированная серная кислота очень бурно реагирует с водой. По этой причине следует всегда разбавлять серную кислоту, наливая её в воду, а не наоборот. Неразбавленная серная кислота представляет собой ковалентное соединение. Её молекулы имеют тетраэдрическое строение. Эта кислота гигроскопична, то есть способна поглощать влагу из воздуха. Поэтому её используют для осушения газов, не реагирующих с нею, пропуская их через серную кислоту. Безводная серная кислота растворяет до 70% оксида серы (VI). При обычной температуре она не летуча и не имеет запаха. Температура кипения и температура замерзания серной кислоты зависит от ее состава, т. е. от количества воды. С водой она образует три соединения, которые называются кристаллогидратами. Их можно выделить при охлаждении кислоты соответствующей концентрации.

Кристаллогидраты выпадают в виде прозрачных кристалликов, похожих на лед. Температура плавления 100%-ной серной кислоты +10 ^оC, температура кипения +337 ^оC. Поэтому перевозить такую кислоту зимой нельзя — она переходит в твёрдое состояние. Нельзя её перевозить даже осенью или весной. От небольших количеств воды её температура плавления резко снижается. Серная кислота, содержащая всего 6,4% чистой воды, замерзает уже при -37.9^oC. Такую кислоту можно перевозить в любое время года. При дальнейшем увеличении содержания воды до 15% серная кислота начинает замерзать около +8^oC. Если же содержание воды увеличить до 25%, то кислота опять начинает замерзать при низкой температуре -41.0^оС. Таким образом, башенная кислота, содержащая 75% чистой серной кислоты, не боится самых сильных морозов, и её можно перевозить даже в самые холодные районы страны. Все кислоты в водных растворах диссоциируют на ионы.

Серная кислота относится к двухосновным кислотам, и её молекулы диссоциируют ступенчато. В концентрированных растворах отщепляется один ион водорода. Сила кислот характеризуется степенью диссоциации, которая показывает, насколько хорошо молекулы диссоциируют в водном растворе на ионы водорода и кислотные остатки:

H₂SO₄ — H⁺ + HSO₄^- — 2H⁺ + SO₄^2-

С этой точки зрения серная кислота является сильной. В разбавленных растворах сильные кислоты диссоциируют на ионы практически полностью, и простых молекул в растворе нет.