Соли серной кислоты

Серная кислота образует 2 вида солей: кислые (гидросульфаты) и средние сульфаты. Большинство средних солей хорошо растворимы в Н₂О. Плохо растворимы соли щелочноземельных металлов, свинца и серебра. Наименее растворим барий-сульфат, используемый для аналитического обнаружения ионов SO₄^2–. Образованные катионами слабого основания сульфаты в растворе подвергаются частичному гидролизу:

2CuSO₄ + 2HOH (CuOH)₂SO₄ + H₂SO₄

Cu²⁺ + HOH CuOH⁺ + H⁺

Поэтому среда в водных растворах таких солей – кислая.

Отношение сульфатов к нагреванию различно.

Как правило, чем выше активность металла, тем более термически устойчивой будет соль.

Сульфаты щелочных и щелочноземельных металлов плавятся без разложения и только при дальнейшем нагревании расплава (t = 1000-1200°С) разрушаются:

2CaSO₄ → 2CaO + 2SO₂↑ + O₂↑

Сульфаты других металлов разлагаются при t > 600^оС, не образуя расплава:

CuSO₄ → CuO + SO₃

Сера(VI)-оксид в свою очередь тоже может распадаться на SO₂ и O₂. Поэтому в интервале температур 600-800^оС образуется смесь газов, состоящая из SO₃, SO₂ и O₂. Причем чем выше температура, тем меньше содержание SO₃ в данной смеси. При температуре ≈ 900^оС и выше SO₃ образовываться не будет.

2Fe₂(SO₄)₃ 2Fe₂O₃↑ + 6SO₂↑ + 3O₂↑

Многие соли серной кислоты образуют кристаллогидраты, которые часто называются купоросами, например: CuSO₄ ∙ 5H₂O – медный купорос; FeSO₄ ∙ 7H₂O – железный купорос.

Кислые соли серной кислоты в свободном виде выделены только для щелочных металлов.

В разбавленных водных растворах кислые соли диссоциируют ступенчато, причем на каждой стадии диссоциация проходит до конца.

NaHSO₄ → Na⁺ + HSO₄^–

HSO₄^– → H⁺ + SO₄^2–

суммарное NaHSO₄ → Na⁺ + H⁺ + SO₄^2–

уравнение

Таким образом, среда в растворах гидросульфатов – кислая.

Содержание ионов H⁺ является достаточно высоким, поэтому эти растворы могут вступать в реакции, характерные для кислот:

2KHSO₄ + Mg = MgSO₄ + K₂SO₄ + H₂↑

2NaHSO₄ + FeO = FeSO₄ + Na₂SO₄ + H₂O

При нагревании гидросульфаты распадаются на сульфат и SO₃

2KHSO₄ Na₂SO₄ + H₂O + SO₃

Многие соли серной кислоты находят широкое применение:

Na₂SO₄ ∙ 10H₂O (глауберова соль) – применяется в медицине в качестве слабительного; Na₂SO₄ – используется в производстве соды и стекла; (NH₄)₂SO₄ – азотное удобрение; K₂SO₄ – калийное удобрение; CaSO₄ ∙ 2H₂O – гипс, применяется в строительном деле, хирургии; MgSO₄ – «горькая» соль, применяется как слабительное; CuSO₄ ∙ 5H₂O, FeSO₄ ∙ 7H₂O – применяют для борьбы с вредителями растений.

Применение серной кислоты

Наибольшее количество H₂SO₄ расходуется для получения фосфорных и азотных удобрений. Будучи нелетучей, H₂SO₄ используется для получения других кислот: HCl, H₃PO₄, HF и т.д. H₂SO₄ применяется для очистки нефтепродуктов от водных примесей, для сушки органических жидкостей, в производстве взрывчатых веществ, красителей, лаков, пластмасс, органическом синтезе.

Общая характеристика элементов va группы Нахождение в природе

В VA группу входят следующие элементы: азот N, фосфор Р, мышьяк (As), сурьма (Sb) и висмут (Bi).

Все они носят общее название пниктогены (образовано от символов химических элементов фосфора Р и азота N) и принадлежат к р-элементам.

В природе пниктогены встречаются, главным образом, в связанном виде, т.е. входят в состав различных соединений. Исключение составляют азот и висмут.

В виде простого вещества N₂ азот образует большую часть атмосферы (≈ 78% по объему), а висмут в небольших количествах встречается в самородном состоянии.

Из элементов VA группы больше всего распространен на Земле фосфор. Содержание его в земной коре составляет ≈ 0,08% по массе. За ним следует азот (≈ 0,04% по массе), который по распространенности занимает ≈ 20 место среди всех элементов. Мышьяк, сурьма и висмут встречаются в природе гораздо реже. Их массовая доля в земной коре составляет, соответственно, 5 ∙ 10^-4%, 4 ∙ 10^-5% и 2 ∙ 10^-5%.

Азот и сурьма состоят их двух устойчивых изотопов, а фосфор, висмут и мышьяк – только из одного.