ACIDUL SULFURIC H2SO4

STARENATURAL: subformdesruri(sulfai). METODEDEOBINERE

Industrial: Metoda cu nitroz i Metoda prin contact

Ambele metode se bazeaz pe oxidarea S+4O2 la S+6O3 , cu oxigenul din aer :

S +4 O2 + O2 S +6O3 ; S +6 O3 + H2O H2S +6 O4 S +6 O3 + H2S +6 O4 H2S +6 O4 oleum

La Metoda cu nitroz, oxidarea se face n camere de plumb, cu ajutorul oxizilor de azot (cataliz omogen) Trnveni.

La Metoda prin contact, oxidarea se face n sobe de contact, folosind catalizatori solizi (cataliz eterogen) - Turnu Mgurele; Copa Mic; Nvodari; Baia Mare.

PROPRIETI FIZICE lichid incolor mai greu ca apa (d = 1,843 gcm3 la 150C) estemiscibilcuapanoriceproporie La dizolvarea acidului sulfuric concentrat n ap, se degaj o cantitate mare de cldur !!! CONCLUZIE : Nu se toarn niciodat apa peste acid !!!

deshidratant energic carbonizeazsubstaneleorganice foarte coroziv H2SO4 pur (100%) = SO3.H2O (trioxid de sulf monohidrat) H2SO4 fumansemitevaporiiritanideSO3, la to ridicate nu emitevaporilatemperaturobinuit nu conduce curentul electric

PROPRIETI CHIMICE Acid tare Dibazic 1. Oxidant 2. Deshidratant 3. Sulfonant 4. Mediu de reacie 1. Caracter oxidant (R. cu metale i cu nemetale) Zn 0 + H2 +1S +6O4 Zn+2S +6O4 + H20 Cu 0 + 2H2S +6O4 Cu+2SO4 + S +4O2 + 2H2O - Laconcentraiimaimicide60%nuatacplumbul - Laconcentraiimaimaride93%nuatacfierulifonta S0 + 2 H2S +6 O4 3S +4O2 + 2 H2O P4 0 + 10 H2S +6O4 4H3P +5O4 + 10 S +4O2 + 4 H2O 3H2S +6 O4 + 2KBr -1Br20 + S +4O2 + 2KHS +6 O4 + 2H2O

2. Deshidratant C6H12O6 6 C + 6 H2O Cu acidul nitric formeaz ionul de nitroniu - NO2+ 2 H2SO4 + HNO3 NO2+ + 2 HSO4- + H3O+ Deshidrateaz alcoolii cu formarea eterilor: 2C2H5OH + H2SO4 C2H5 O C2H5 + H2SO4 2H2O

3. Sulfonant C6H6 + HO - SO3H C6H5 - SO3H + H2O

4. Mediu de reacie - pentrudereaciile de oxidare !!! (cu oxidanii: KMnO4; K2CrO4; K2Cr2O7; MnO2; PbO2; NaNO2; KClO3; KBrO3; KIO3; H2O2; NaClO; AgNO3; FeCl3 etc).

SRURILE ACIDULUI SULFURIC SULFAI 1. Sulfaineutri:Na2SO4 2. Sulfaiacizi: NaHSO4 La cald, sulfaiisedescompun:

CaSO4 CaO+SO3 2 NaHSO4 Na2SO4 + SO3 + H2O

3. Sulfaiidubli Alaunii - coninunmetalmonovalentiunultrivalent: K2+1SO4 . Al2 +3(SO4)3 = K +1Al +3(SO4)2 Schonitele - coninionidemetalmonovalentiionidemetal divalent: K2 +1 SO4 . Mg +2SO4 Sulfaii dubli : - Solubilitatemaimicdectasulfailor acizi sau neutri - Suntcompletionizainsoluieapoas

ACIDUL TIOSULFURIC - H2S2O3 T I O S U L F A I

Nu este cunoscut n stare liber, ci numai sub form de sruri tiosulfai neutri. METODE DE OBINERE Na2S +4O3 + S 0 Na2S2O3 -1 +5

2S0 + (S 0 + S 0) +6NaOH 2Na2S -2 + Na2 S2 O3 + 3H2O +2 e + 1e - 5 e - 4 e PROPRIETI

Substanesolide,cristalizate,solubilenap(excepie:Ag2S2O3, PbS2O3, BaS2O3) Formeaz combinaii complexe:

Ag2S2O3 + 3 Na2S2O32Na3 [Ag (S2O3)2] Prinacidulareformeaz: S 0 i S +4 O2 Na2S2O3 +2HClS0 + S +4O2 + 2NaCl + H2O

Na2S2O3 - Are caracter reductor ! a. 2 S2O32- - 2e S4O62- b. S2O32- - 2e + H2O S+S +6 O42- + 2 H+ c. S2O32- - 8e + 5 H2O 2 S +6 O42- + 10 H+

Exemple: a. Cu oxidani slabi (Fe 3+, Cu 2+, H2O2, I2) S4O6 2- (tetrationat) 2 Na2S2O3 + I20 Na2S4O6 + 2 NaI -1 b. Cu KMnO4 n mediu alcalin S 0 + S +6 O42-3Na2S2O3+ 2KMn+7O4 + 2KOH 3S 0 + 3Na2S +6O4 + -1 -1e +3 2 K2Mn +4O3 + H2O c. Cu oxidani energici (HNO3 conc., Br2, Cl2 , H2O2) -1 +5 S +6 O42- Na2S2O3 + 4 H2O2-1 +2 NaOH2 Na2S +6O4 + 5 H2O -2 Na2S2O3 + 4Cl20 + 5H2O Na2S +6O4 + 8HCl-1 + H2SO4

Ionul S2O32- formeazcombinaiicomplexecu : Cu+, Ag+, Cd 2+, Sb 3+, Bi 3+

III. ntrebuinri

1. ntehnicafotografic

2. nanalizavolumetric

3. Na2S2O3 - substananticlor

4. Preparareaunorcolorani(albastru de metilen)

ACIDUL PEROXOMONOSULFURIC - H2SO5 (Acidul lui Caro)

Metode de obinere K2S2O8-1 + H2SO4 K2SO4 + H2S2O8-1 Peroxodisulfat Acid peroxodisulfuric H2S2O8-1 + H2O-2 H2S +6O5-1 + H2SO4-2 H2SO4-2 + H2O2-1 H2SO5-1 + H2O -2 S +6O3 + H2O2-1 H2S +6O5 -1 HO S +6O2 Cl -1 + H2O2-1 H2S +6O5-1 + HCl -1 Acid clorsulfonic

PROPRIETI Solid,higroscopic,solubilnalcoolieter Acid dibazic, foarte slab (la treapta a doua) Instabil: H2SO5 H2SO4 + O2 H2SO5 + H2O H2SO4 + H2O2 Oxidant mai energic dect H2O2 iH2S2O8 Oxideaz: S +4O32- S +6O42- I- I20 As +3O33- As +5O43- H2SO5-1 + H3As +3O3 H3As +5O4 + H2SO4-2 H2SO5 -1 + 2 HI -1 I2 0 + H2SO4-2 + H2O-2

eHSOHSO 44

8224 OSH2HSO

2H2H2e2H

ACIDUL PEROXODISULFURIC H2S2O8 Preparare

Aciuneaapeioxigenateasupraaciduluiclorsulfonic: HOSO2 Cl + H O O H + Cl SO2 OH HOSO2 O O SO2OH + 2HCl

Prin electroliza acidului sulfuric

Anod (+) :

Catod ():

PROPRIETI Substan cristalizat, higroscopic Puin stabil (n soluie apoas, se descompune cu formare de ap oxigenat) HOSO2OOSO2OH + 2H2O 2H2SO4 + H2O2 Acid dibazic Caracter puternic oxidant Formeaz sruri cristalizate, incolore, uor solubile n ap (cu excepia celor de amoniu, potasiu,rubidiu, cesiu)

n soluie apoas, persulfaii se descompun treptat cu eliberare de oxigen:

221242822 OOH2NaHSOO2HOSNa

Caracter oxidant

Fe2+ la Fe3+ I la I20 N +3O2 - la N +5O3 Mn+2 la Mn4+ sau la Mn7+,nprezenaionuluiAg+ drept catalizator:

2Mn+2SO4 + 5(NH4)2S2O8 -1 + 8H2O 2HMn+7O4

- 5 e + 2 e

+ 5(NH4)2SO4 -2 + 7H2SO4

24282 2SO2eOS

UTILIZRI

Albireafibrelornaturale,artificialeisintetice

nindustriaalimentar,cadezodorizaniaiuleiurilor

nindustriazahrului

Prepararea apei oxigenate

Iniiatorinreaciidepolimerizare.

ELEMENTELE GRUPEI a VA (15) Azot (N) Fosfor (P) Arsen (As) Stibiu (Sb) Bismut (Bi)

CARACTERIZARE GENERAL Caracterul nemetalic scade de la azot la arsen Azotul i fosforul - sunt nemetale tipice Arsenul este element de tranziie Azotul - are valena variabil, molecula diatomic Azotul este un gaz, iar fosforul i arsenul sunt substante solide.

Azotul nu prezint modificri alotropice.

Azotul se combin direct cu hidrogenul, iar celelalte elemente indirect, formnd compui gazoi (hidruri), a cror stabilitate scade de la azot la arsen.

Nemetalele acestei grupe se combin uor cu metalele formnd compui stabili.

Cu oxigenul formeaz oxizi.

Azotul reacioneaz endoterm cu oxigenul.

Fosforul i arsenul ard cu degajare mare de lumin i cldur.

Oxizii azotului sunt gazoi, spre deosebire de oxizii celorlalte elemente, care sunt toi solizi.

Tendina principal a acestor elemente este de a forma ioni negativi: N3, P3 i As3 (solide).

Principalele trepte de oxidare : 3, +3 i +5

Azotul are trepte de oxidare variabile de la 3 la +5

Structura periferic: ns2 np3

Fosforul i arsenul, avnd orbitali d liberi, particip la legturi n stare hibridizat (sp3d1) - pot forma 5 covalene simple - pentahalogenuri (PCl5 sau AsCl5).

Azotul nu poate forma combinaii penta-covalente, deoarece nu posed orbitali liberi n stratul de valen.

AZOTUL (NITROGENUL) N

STARE NATURAL

n aer: 78% (n volume) din atmosfera terestr n gazele vulcanice

n form combinat: se gsete n apa de ploaie (NH4NO3 i NH4NO2), n regnul vegetal i animal (substane proteice, alcaloizi etc.) i n zcminte naturale (azotai).

522422 O2P20NP)O5(4N

PREPARARE

I. Separarea azotului din aerul atmosferic - fixarea oxigenului cu reactivi chimici (a) - distilareafracionataaeruluilichid(b)

a. Arderea CuiPnaer

P2O5 + H2O2HPO3 (acid metafosforic)

2CuO4N2Cu)O(4N 2t220

222224 8NO2HCO)O2(4NCH

Soluia alcalin de pirogalol, retine O2 din aer, trecnd n hexahidroxidifenil:

Trecerea aerului peste crbune incandescent:

C + (4N2 + O2) CO2 + 4N2 Arderea complet a gazului metan :

O4HOCrNOCr)(NH 23227224 Br6NHN3Br8NH 4223

22C1000

3 3HN2NH0

II. Obinerea azotului prin descompunerea termic a compuilor si ( NH4NO2, dicromat, amoniac, uree):

N -3H4 N +3O2 N2 0 + 2H2O (60700C)

CO(N - 3H2)2 + 2NaN +3O2 + H2SO4 2N2 0 + CO2 +Na2SO4 -6 e +3 e + 3H2O

PROPRIETI FIZICE

Gaz incolor, inodor i insipid

Este un gaz permanent

Densitatea este mai mica decat a aerului

Molecula este diatomic (:NN:), deosebit de stabil termic (la 50000 C disociaz abia n proporie de 26%.)

Molecula de azot este izoelectronic cu molecula oxidului de carbon, ambele avnd aceeai mas molecular (28), acelai numr de electroni (14) i proprieti fizice apropiate

PROPRIETI CHIMICE

Ineriechimicmare (dupgazelerare,azotulmolecular este cel mai inert gaz) Nuardeinicinuntreinearderea Secombincuoxigenul:

N2 + O2 2NO La 300 4000C,reacioneazcuhidrogenul: N2 + 3H2 2NH3 Secombincuunelemetalelacald(Li,Mg): 6Li + N2 2Li3N

3Mg

+N2 Mg3N2

23223 3Me(OH)2NHO6HNMe

3CO2KCN4CNCOK C-10008002320

3COCaCN3CNCaCO 223

3CO2AlN3CNOAl 232

Cu carbonaiimetaleloralcaline,nprezena carbonului, formeazcianuri:

Cu oxizi de metale,nprezenacarbonului,formeaznitruri:

Cu carbonaiimetaleloralcalinopmntoase, n prezenacarbonului,formeazcianamide:

Cu carburile, formeaz nitruri:

3C4AlN2NCAl 234 Cu borul i siliciul, la cald, formeaz nitruri: 2 B

+ N2 2 BN 3 Si

+ 2 N2 Si3N4

Reacioneaz cu fosforul : 3 P4 + 10 N2 4 P3 N5

Cu carbonul, la temperaturi ridicate: C + N2 (CN)2

Nu reacioneaz direct cu halogenii i sulful.

NTREBUINRI

Fabricarea amoniacului, a acidului nitric, a cianamidei de calciu (CaCN2), a ngrmintelor azotoase.

Azotul lichid este folosit ca agent de rcire pentru alimentele alterabile n cursul transportului, fr a fi ns congelate, la conservarea plasmei sanguine, a enzimelor i a altor materiale biologice, la pstrarea medicamentelor uor alterabile, umplerea termometrelor cu mercur.

Uniicompuiorganicicuazotsefolosescnindustria medicamentelor iacoloranilor.

OHNaClNHNaOHClNH 234 O2H)Ca(NO2NHCa(OH)NO2NH 2233234

33 NHAl(OH)3HOHAlN

AMONIACUL NH3

STARE NATURAL - Liber,ncantitimici,segsetenaeringazele

vulcanice. - n stare combinat,casrurideamoniu,segsete

n depozitele de gips.

PREPARARE a. n laborator

Tratareasrurilordeamoniucubazetari:

Prinaciuneaapeiasupranitrurilor:

b. Industrial

Din apele rezultate de la distilarea crbunilor naturali care conin 0,51,5% azot legat organic.

Apele amoniacale sunt tratate apoi cu Ca(OH)2, pentru a fixa componenii acizi volatili (CO2, H2S, HCN), iar apoi, prin nclzirea soluiei, se pune n libertate amoniac.

Obinerea amoniacului prin sintez indirect: CaCN2 + 3H2O CaCO3 + 2NH3 (t 0 = 800 900 0 C i

P = 70 100 atm )

Prepararea amoniacului prin sintez direct: N2 + 3 H2 2 NH3

PROPRIETI FIZICE

Gaz incolor, cu miros caracteristic, puternic iritant i neccios

Este mai uor ca aerul (d = 0,586)

Poate fi lichefiat prin comprimare i rcire

Moleculele sunt asociate prin legturi de hidrogen

Prin evaporare, provoac o scdere apreciabil a temperaturii (se folosete la fabricarea gheii artificiale)

Se dizolv foarte uor n ap, n cea mai mare parte fizic, cu degajare de cldur

Un litru de ap, la 250C i p = 1 atm, dizolv 1180 litri amoniac gazos cca. 900 g NH3

STRUCTURA MOLECULEI DE AMONIAC

- piramidtriunghiularturtit - N este hibridizat sp3

1,016

N

1,645 HH

H106,50

221

23 HNaNHNaNH

XNHNHR)NH(NHXR 4242 ClNHClHgNH)NH(NHHgCl 42422

PROPRIETI CHIMICE Disociazelectrolitic,caiapa: 2NH3 NH2 - + NH4 +

Dizolvmetalelealcalineialcalino pmntoase:

Unele substane reacioneaz cu ionii amoniacului, dnd natere fenomenului de amonoliz, asemntor hidrolizei:

OHNHHOHNH 43

223 3HN2NH

Soluiile apoase manifest caracter slab bazic, datorit reaciei de echilibru:

Se descompune la peste 5000 C

Are caracter oxidant i reductor. a. NH3 - Caracter oxidant Formeaz amiduri, imiduri i nitruri cu metalele

alcaline i alcalino - pamntoase: - amidur:

221

23 HLiNHNHLi 223 HNaNHNaHNH

221

22 HNHLiLiNHLi 222 HNHNaNaHNaNH

2233 3HNCa2NH3Ca 232 HNNaNaHNHNa

223

3 HBNBNH

- imidur:

- nitrur:

Oxideaz borul la cald, cu formarea nitrurii de bor:

Oxideaz carbonul la acid cianhidric:

N-3H3 +1 + C 0 H+1C +2N-3 + H20