Schwefelsäure

96%ige konzentrierte H2SO4 ist eine klare, ätzende,  farb- und geruchlose, sehr ölige (hochviskose), stark hygroskopische (wasserziehende) Flüssigkeit, die mit Wasser unter starker Wärmeentwicklung mischbar ist. Hier ist wie bei allen Säuren unbedingt die Verdünnungsregel einzuhalten, da es sonst zu gefährlichen Verspritzungen kommt. In Wasser gelöst, existiert die Schwefelsäure in Form ihrer Ionen (H+ )Wasserstoffion und und (SO42– ) Sulfation , in die sie zerfällt(dissoziiert).

Schwefelsäure dissoziiert 2-stufig:

  1. Bildung des Hydrogensulfations

$$ H_2SO_4 \to H^+ + HSO_4^- $$

2. Bildung des Sulfations

$$ HSO_4^- \to H^+ + SO_4^{2-} $$

An vulkanischen Seen gibt es schwache Konzentrationen von Schwefelsäure. Dies ist neben Spuren von Schwefelsäure in einigen Insektensekreten das einzige natürliche Vorkommen. Die Schwefelsäure gehört wie die Salpetersäure zu den technischen Säuren.

Die Schwefelsäure ist eines der wichtigsten Produkte der chemischen Industrie. Sie wird „Blut der Chemie“ genannt. Die Weltproduktion von Schwefelsäure übersteigt die 140 Millionen-Tonnen-Marke. Das meist verwendete Verfahren, das Kontaktverfahren, nutzt Schwefel und ist eine deutsche Erfindung. Ein großer Teil der Schwefelsäure wird dazu verwendet, andere chemische Produkte herzustellen zum Beispiel mineralische Düngemittel (Ammonium- und Superphosphate), Farbstoffe, Sprengstoffe, Waschmittel und Arzneimittel. Die Schwefelsäure ist ein chemischer Grundstoff.
In der Glas-, Kunstseide- und Kunststoffindustrie, sowie in der Petrochemie und bei Dynamit spielt Schwefelsäure ebenfalls eine große Rolle. Mit ihr kann man zahlreiche andere  Säuren herstellen, zum Beispiel die Phosphorsäure (durch Reaktion mit Calciumphosphat) oder Fluorwasserstoffsäure, die auch Flusssäure genannt wird und als Lösungsmittel dient.  Konzentrierte Schwefelsäure greift Kunststoffe an und zersetzt Zucker und Holz.

So lässt sich auch der Aufbau von Zucker aus Kohlenstoff nachweisen. Die Reaktion mit Holz erfolgt in ähnlicher Weise, dabei kommt des auch zur Schwärzung jedoch nicht zu einer solchen Volumenvergrößerung.

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Salzsäure – Chlorwasserstoffsäure

Chlorwasserstoffsäure (Trivialname: Salzsäure) entsteht durch das Lösen von gasförmigem Chlorwasserstoff (HCl) in Wasser . Dabei zerfällt das Molekül in Ionen. Das Wasserstoffion (H+) das Chloridion (Cl) bilden sich. 507 Liter – das sind 815g – lösen sich begierig in einem Liter Wasser. Damit entsteht eine konzentrierte Salzsäure von 42% HCl Gehalt.

Das begierige Auflösen in Wasser erzeugt im Rundkolben mit dem Chlorwasserstoffgas einen Unterdruck, der den Effekt des hereinströmenden Wassers zur Folge hat.

Im Labor wird diese stechend riechende Säure durch die Reaktion von Natriumchlorid(Kochsalz) mit Schwefelsäure gewonnen. Diese Reaktion ist nach ihrem Entdecker J.R. Glauber benannt.

Dazu wird hier Schwefelsäure in einer Glas mit Natriumchlorid gegeben. Das entstehende Gas wird in wässrige Unitest-Indikatorlösung eingeleitet. Die Rotfärbung zeigt an, dass sich das eingeleitete Gas mit dem Wasser zu einer Säure verbunden hat.

Salzsäure ist eine ätzende, stechend riechende Flüssigkeit, die mit unedlen Metallen reagiert.

Bei dieser Reaktion entstehen gasförmiger Wasserstoff und das jeweilige Chlorid, das Salz der Salzsäure. Magnesiumchlorid, Aluminiumchlorid, Zinkchlorid und Eisenchlorid. Gold und Silber reagieren nicht mit dieser Salzsäure.

$$ Mg + 2 HCl \to H_2 + MgCl_2 $$
$$ 2 Al + 6 HCl \to 3 H_2 + 2 AlCl_3 $$
$$ Zn + 2 HCl \to H_2 + ZnCl_2 $$
$$ Fe + 2 HCl \to H_2 + FeCl_2 $$

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Indikator

Der Indikator weist das Vorhandensein zweier Ionen nach.
Das Wasserstoffion ( H+) der Säuren und das Hydroxidion (OH) der Basen.

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Charakter einer Lösung (sauer / basisch) (PhET)

Versetzt man eine Lösung mit einem Indikator (indicare – anzeigen) , so kann man an der Färbung dieses Stoffes ablesen, ob es sich um eine Lösung mir saurem, basischem oder neutralem Charakter handelt.
Neutral sind Lösungen, die weder das typische Ion der Säuren – das Wasserstoffion(H+) – enthalten noch das Hydroxidion (OH), welches das typische Ion aller basischen Lösungen ist.
Wir unterscheiden dabei, ob der Indikator alle Charakter (pH-Werte) anzeigen kann oder nur einen bestimmten Berech der pH-Wert-Skala.

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