Концентрированная серная кислота
Концентрированная серная кислота \(H_2SO_4\) проявляет сильные окислительные и водоотнимающие свойства. В окислительно-восстановительных реакциях она обычно восстанавливается до оксида серы(IV) \(SO_2\), а воду связывает или удаляет из веществ.
Окислительные свойства
В концентрированной кислоте сера имеет степень окисления \(+6\) — это её высшая степень окисления. Поэтому сера принимает электроны и восстанавливается, чаще всего до \(+4\) в \(SO_2\). Например, медь не вытесняет водород, а окисляется до сульфата меди(II):
При составлении таких уравнений используют изменение степени окисления и метод электронного баланса. Другие металлы, а также углерод и серу, тоже могут восстанавить серу кислоты до \(SO_2\).
Водоотнимающие свойства
Концентрированная кислота связывает воду, поэтому обугливает многие органические вещества. Например, из сахарозы удаляется вода, и остаётся углерод:
Сначала получают сернистый газ реакцией меди с концентрированной кислотой: \(\mathrm{Cu + 2H_2SO_4(conc.) \rightarrow CuSO_4 + SO_2 + 2H_2O}\). Затем пропускают \(SO_2\) через раствор гидроксида натрия при недостатке щёлочи: \(\mathrm{SO_2 + NaOH \rightarrow NaHSO_3}\). Образуется гидросульфит, или гидросульфит натрия.
Концентрированная серная кислота не всегда даёт \(SO_2\). С активными металлами и при других условиях возможны продукты восстановления серы до \(S\) или \(H_2S\). Кроме того, водоотнимающее действие — это связывание воды, а не обычное разложение вещества.
Какой продукт обычно образуется при восстановлении серы концентрированной серной кислоты медью?
Главное
- Концентрированная \(H_2SO_4\) — сильный окислитель; при реакции с медью обычно восстанавливается до \(SO_2\).
- Она связывает воду и поэтому обугливает сахар и другие органические вещества.
- Для получения \(NaHSO_3\) пропускают \(SO_2\) через раствор \(NaOH\) при недостатке щёлочи.