Schwefelsäure

Strukturformel
Schwefelsäure mit Polaritäten
Allgemeines
Name	Schwefelsäure
Summenformel	H₂SO₄
Andere Namen	Vitriolöl
Kurzbeschreibung	farblose, viskose Flüssigkeit
CAS-Nummer	7664-93-9
Sicherheitshinweise
Datei:Gefahrensymbol C.png Ätzend
R- und S-Sätze	R35 S 26-30-45
Handhabung	Schutzmaßnahmen: Handschuhe, Schutzbrille
Lagerung	ohne Einschränkungen
MAK	0,1 mg/m³
LD₅₀ (Ratte)	2140 mg/kg
Physikalische Eigenschaften
Aggregatzustand	flüssig
Farbe	farblos
Dichte	1,84 g/cm³
Molmasse	98,08 g/mol
Schmelzpunkt	-15 °C
Siedepunkt	310 °C
Dampfdruck	0,0001 hPa bei 20 °C
Weitere Eigenschaften
Löslichkeit	in g/l LM (angeben welches!) (bei xx in °C) bei mehreren Zeilenumbruch!
Gut löslich in	Wasser (Wärmeentwicklung!)
Schlecht löslich in	Lösungsmittel
Unlöslich in	Lösungsmittel
Thermodynamik
Δ_fH⁰_g	in kJ/mol
Δ_fH⁰_l	in kJ/mol
Δ_fH⁰_s	in kJ/mol
S⁰_{g, 1 bar}	in J/mol·K
S⁰_{l, 1 bar}	in J/mol·K
S⁰_s	in J/mol·K
Analytik
Klassische Verfahren	Sulfatnachweis mit Bariumchlorid
SI-Einheiten wurden wo möglich verwendet. Wenn nicht anders vermerkt wurden Normbedingungen benutzt.

Bedeutung und Verwendung

Schwefelsäure ist eine der am häufigsten produzierten Chemikalien. 1997 wurden weltweit mehr als 130 Millionen Tonnen hergestellt. Die Anwendungsmöglichkeiten sind sehr vielfältig. Man verwendet Schwefelsäure zum

Aufschließen von Erzen (z.B. beim TiO₂- oder dem Uranaufschluss)
Für Sulfate
Für andere Säuren (z.B. Flusssäure oder Phosphorsäure)
Zur Herstellung von Düngemitteln (als Phosphataufschluss, Kaliumsulfat)
Für Tenside
Als Katalysator
Zur Metallbehandlung
Als Trockenmittel
Als Reaktionshilfsmittel (Nitriersäure)
und das wohl bekannteste Beispiel in Autobatterien.

Die produzierte Menge an Schwefelsäure ist außerdem ein Indikator für die Struktur der chemischen Industrie eines Landes. In der II. Entwicklungsphase der chemischen Industrie werden große Mengen Schwefelsäure verbraucht. Entwicklungsphasen:

I. vorherrschender Natronlauge Verbrauch
II. vorherrschender Schwefelsäure Verbrauch
III. vorherrschender Chlor Verbrauch

Eigenschaften

Die Schwefelsäure mit der Summenformel H₂SO₄ ist eine starke Säure. Die Salze der Schwefelsäure heißen Sulfate und Hydrogensulfate. Als starke anorganische Säure zählt sie zu den Mineralsäuren. Konzentrierte Schwefelsäure ist auch ein starkes Oxidationsmittel. Konzentrierte Schwefelsäure wirkt hygroskopisch und kann deshalb zum Trocknen von Gasen und Flüssigkeiten eingesetzt werden. Die Moleküle der Schwefelsäure haben ein starkes Dipolmoment, dessen positiver Pol beim Schwefel liegt. !!! Beim Verdünnen konzentrierter Schwefelsäure entsteht sehr viel Wärme. Daher müssen entsprechende Vorsichtsmaßnahmen ergriffen werden. Unheimlich wichtig ist dabei, dass man niemals Wasser zu einer Säure gibt, da es sonst zum Siedeverzug kommen kann. Bei einem Siedeverzug kann die Säure meterweit durch den Raum und im schlimmsten Fall jemandem in die Augen spritzen. Kleine Eselsbrücke dazu: Niemals Wasser auf die Säure, sonst geschieht das Ungeheure. !!!

Herstellung:

Schwefelsäure wird nach dem Bleikammerverfahren (historisch), dem Kontaktverfahren oder dem Doppelkontaktverfahren hergestellt. Die grundlegenden Schritte sind:

$\mathrm {I.)\qquad S+O_{2}\rightarrow SO_{2}\qquad -298kJ/Mol}$ Zunächst wird elementarer Schwefel oxidiert

$\mathrm {S+O_{2}\rightarrow SO_{2}}$

II) 2 SO₂ + O₂ --> 2SO₃         -196kJ/Mol
IIIa) SO₃ + H₂O --> H₂SO₄       -132kJ/Mol

Da SO₃ aber schlecht in Wasser löslich ist, wird SO₃ meist in Schwefelsäure gelöst.

IIIb) SO₃ + H₂SO₄  --> H₂S₂O₇

Man erhält Dischwefelsäure, welche anschließend mit Wasser versetzt wird.

H₂S₂O₇ + H₂O --> 2 H₂SO₄