浓硫酸的比热是多少? 25度,98%浓度!!!谢谢大家
硫酸比热容公式:
Cp=9.617-14.387x+6.154x^2+1.860*10^-3(t-20)
Cp--------硫酸比热容,KJ/(kg*℃)
x----------硫酸浓度,%(x=90-100%硫酸)
t----------硫酸温度,℃(t+=20-150℃)
参考文献《磷酸 磷铵 重钙 技术与设计手册》
物理性质 硫酸
浓硫酸溶解时放出大量的热,因此浓硫酸稀释时应该“酸入水,沿器壁,慢慢倒,不断搅。” 若将浓硫酸中继续通入三氧化硫,则会产生"发烟"现象,这样含有SO3的硫酸称为"发烟硫酸"。 硫酸是一种无色黏稠油状液体,是一种高沸点难挥发的强酸,易溶于水,能以任意比与水混溶。 100%的硫酸熔沸点: 熔点10℃ 沸点290℃ 但是100%的硫酸并不是最稳定的,沸腾时会分解一部分,变为98.3%的浓硫酸,成为338℃(硫酸水溶液的) 恒沸物。加热浓缩硫酸也只能最高达到98.3%的浓度。 98.3%硫酸的熔沸点: 熔点:10℃; 沸点:338℃
浓硫酸化学性质
1.脱水性
脱水指浓硫酸脱去非游离态水分子或脱去有机物中氢氧元素的过程。 (1)脱水性简介 就硫酸而言,脱水性是浓硫酸的性质,而非稀硫酸的性质,浓硫酸有脱水性且脱水性很强。 (2)可被脱水的物质 物质被浓硫酸脱水的过程是化学变化的过程,反应时,浓硫酸按水分子中氢氧原子数的比(2:1)夺取被脱水物中的氢原子和氧原子或脱去非游离态的结晶水,如五水硫酸铜(CuSO4·5H2O)。 (3)炭化 可被浓硫酸脱水的物质一般为含氢、氧元素的有机物,其中蔗糖、木屑、纸屑和棉花等物质中的有机物,被脱水后生成 浓硫酸的腐蚀性
了黑色的炭(炭化)。 浓硫酸 如C12H22O11=12C + 11H2O (4)黑面包反应在200mL烧杯中放入20g蔗糖,加入几滴水,水不能加多,搅拌均匀。然后再加入15mL质量分数为98%的浓硫酸,迅速搅拌。观察实验现象。 可以看到蔗糖逐渐变黑,体积膨胀,形成疏松多孔的海绵状的炭。
2.强氧化性
(1)跟金属反应 ①常温下浓硫酸能使铁、铝等金属钝化。 ②加热时,浓硫酸可以与除金、铂之外的所有金属反应,生成高价金属硫酸盐,本身一般被还原成SO2 Cu+2H2SO4(浓)=加热=CuSO4+SO2↑+2H2O 2Fe+6H2SO4(浓)=加热=Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O 在上述反应中,硫酸表现出了强氧化性和酸性。 (2)非金属反应热的浓硫酸可将碳、硫、磷等非金属单质氧化到其高价态的氧化物或含氧酸,本身被还原为SO2。在这 类反应中,浓硫酸只表现出氧化性。 C+2H2SO4(浓)=加热=CO2↑+2SO2↑+2H2O S+2H2SO4(浓)=加热=3SO2↑+2H2O 2P+5H2SO4(浓)=加热=2H3PO4+5SO2↑+2H2O (3)跟其他还原性物质反应 浓硫酸具有强氧化性,实验室制取H2S、HBr、HI等还原性气体不能选用浓硫酸。 H2S+H2SO4(稀)=S↓+SO2↑+2H2O 2HBr+H2SO4(稀)=Br2↑+SO2↑+2H2O 2HI+H2SO4(稀)=I2↑ +SO2↑+2H2O
3.难挥发性(高沸点)
制氯化氢、硝酸等(原理:高沸点酸制低沸点酸)如,用固体氯化钠与浓硫酸反应制取氯化氢气体 NaCl(固)+H2SO4(浓)═NaHSO4+HCl↑(常温) 2NaCl(固)+H2SO4(浓)═加热═Na2SO4+2HCl↑(加热) Na2SO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+SO2↑ 再如,利用浓盐酸与浓硫酸可以制氯化氢气体。 酸性:制化肥,如氮肥、磷肥等 2NH3+H2SO4═(NH4)2SO4 Ca3(PO4)2+2H2SO4═2CaSO4+Ca(H2PO4)2 稳定性:浓硫酸与亚硫酸盐反应 Na2SO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+SO2↑
编辑本段稀硫酸化学性质
化学性质
1.可与多数金属(比铜活泼)氧化物反应,生成相应的硫酸盐和水 2.可与所含酸根离子对应酸酸性比硫酸根离子弱的盐反应,生成相应的硫酸盐和弱酸; 3.可与碱反应生成相应的硫酸盐和水; 4.可与氢前金属在一定条件下反应,生成相应的硫酸盐和氢气; 5.加热条件下可催化蛋白质、二糖和多糖的水解。 6.强电解质,在水中发生电离H2SO4=2H+ + SO4 2-
常见误区
稀硫酸在中学阶段,一般当成H2SO4=2H+ + SO4 2-,两次完全电离,其实不是这样的。 根据硫酸酸度系数 pKa1: -3.00 pka2:1.99 其二级电离不够充分pka2:1.99,在稀硫酸中HSO4- ═可逆═H+ +SO4 2- 并未完全电离,1Mol/L的硫酸一级电离完全,二级电离大概电离10%左右,也就是溶液中仍存在大量的HSO4- 。而即使是NaHSO4溶液O.1Mol/L时,硫酸氢根也只电离了30%左右。
编辑本段物理性质
吸水性
它是良好的干燥剂。用以干燥酸性和中性气体,如CO2,H2,N2,NO2,HCl,SO2等,不能干燥碱性气体,如NH3,以及常温下具有还原性的气体,如H2S。 吸水是物理变化过程 吸水性与脱水性有很大的不同:吸水原来就有游离态的水分子,水分子不能被束缚。 将一瓶浓硫酸敞口放置在空气中,其质量将增加,密度将减小,浓度降低,体积变大,这是因为浓硫酸 具有吸水性。
http://www.kayelaby.npl.co.uk/general_physics/2_3/2_3_5.html
纯硫酸加热至290℃分解放出部分三氧化硫,直至酸的浓度降到98.3%为止,这时硫酸为恒沸溶液,沸点为338°C。无水硫酸体现酸性是给出质子的能力,纯硫酸仍然具有很强的酸性,98%硫酸与纯硫酸的酸性基本上没有差别,而溶解三氧化硫的发烟硫酸是一种超酸体系,酸性强于纯硫酸,但是广泛存在一种误区,即稀硫酸的酸性强于浓硫酸,这种想法是错误的。的确,稀硫酸第一步电离完全,产生大量的水合氢离子H3O+;但是浓硫酸和水一样,自身自偶电离会产生一部分硫酸合氢离子H3SO4+,正是这一部分硫酸合质子,导致纯硫酸具有非常强的酸性,虽然少,但是酸性却要比水合质子强得多,所以纯硫酸的哈米特酸度函数高达-12.0。
在硫酸溶剂体系中,H3SO4+经常起酸的作用,能质子化很多物质产生离子型化合物:
NaCl+ H2SO4==NaHSO4+HCl(不加热都能很快反应)KNO3+ H2SO4→K++HSO4-+HNO3HNO3+ H2SO4→NO2++H3O++2HSO4-CH3COOH+ H2SO4→CH3C(OH)2++HSO4-HSO3F+ H2SO4→H3SO4++SO3F-(氟磺酸酸性更强)上述与HNO3的反应所产生的NO2+,有助于芳香烃的硝化反应。 1.脱水性
脱水指浓硫酸脱去非游离态水分子或按照水的氢氧原子组成比脱去有机物中氢氧元素的过程。就硫酸而言,脱水性是浓硫酸的性质,而非稀硫酸的性质,浓硫酸有脱水性且脱水性很强,脱水时按水的组成比脱去。物质被浓硫酸脱水的过程是化学变化,反应时,浓硫酸按水分子中氢氧原数的比(2:1)夺取被脱水物中的氢原子和氧原子或脱去非游离态的结晶水,如五水硫酸铜(CuSO4·5H2O)。可被浓硫酸脱水的物质一般为含氢、氧元素的有机物,其中蔗糖、木屑、纸屑和棉花等物质中的有机物,被脱水后生成了黑色的炭,这种过程称作炭化。一个典型的炭化现象是蔗糖的黑面包反应。在200mL烧杯中放入20g蔗糖,加入几滴水,水加适量,搅拌均匀。然后再加入15mL质量分数为98%的浓硫酸,迅速搅拌。观察实验现象。可以看到蔗糖逐渐变黑,体积膨胀,形成疏松多孔的海绵状的炭,反应放热,还能闻到刺激性气体。
C12H22O11==浓硫酸==12C+11H2O
同时进行碳与浓硫酸反应:
C+2H2SO4(浓)==加热==CO2↑+2SO2↑+2H2O
2.强氧化性
(1)与金属反应
①常温下浓硫酸能使铁、铝等金属钝化。②加热时,浓硫酸可以与除金、铂之外的所有金属反应,生成高价金属硫酸盐,本身一般被还原成二氧化硫。Cu+2H2SO4(浓)==加热==CuSO4+SO2↑+2H2O2Fe+6H2SO4(浓)==加热==Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O在上述反应中,硫酸表现出了强氧化性和酸性。
(2)与非金属反应
热的浓硫酸可将碳、硫、磷等非金属单质氧化到其高价态的氧化物或含氧酸,本身被还原为二氧化硫。在这类反应中,浓硫酸只表现出氧化性。C+2H2SO4(浓)=加热=CO2↑+2SO2↑+2H2OS+H2SO4(浓)==加热==3SO2↑+2H2O
2P+5H2SO4(浓)==加热==2H3PO4+5SO2↑+2H2O
(3)与其他还原性物质反应
浓硫酸具有强氧化性,实验室制取硫化氢、溴化氢、碘化氢等还原性气体不能选用浓硫酸。H2S+H2SO4(浓)==S↓+SO2↑+2H2O2HBr+H2SO4(浓)==Br2↑+SO2↑+2H2O2HI+H2SO4(浓)==I2↓+SO2↑+2H2O 性质 可与多数金属(比铜活泼)和绝大多数金属氧化物反应,生成相应的硫酸盐和水; 可与所含酸根离子对应酸酸性比硫酸根离子弱的盐反应,生成相应的硫酸盐和弱酸; 可与碱反应生成相应的硫酸盐和水; 可与氢前金属在一定条件下反应,生成相应的硫酸盐和氢气; 加热条件下可催化蛋白质、二糖和多糖的水解; 能与指示剂作用,使紫色石蕊试液变红,使无色酚酞试液不变色。 检验
所需药品:经过盐酸酸化的氯化钡溶液,镁粉。
检验方法:使用经过盐酸(HCl)酸化的的氯化钡(BaCl2)。向待测物溶液滴入几滴经过盐酸酸化的氯化钡溶液,震荡,如果产生白色沉淀;向溶液中加入镁粉后生成可燃性气体,则待测溶液中含有硫酸。但此方法仅限中学阶段。
常见误区
稀硫酸在中学阶段,一般当成H2SO4=2H++SO42-,两次完全电离,其实不是这样的。根据硫酸酸度系数pKa1=-3.00,pKa2=1.99,其二级电离不够充分,在稀硫酸中HSO4-=可逆=H++SO42-,并未完全电离,1mol/L的硫酸一级电离完全,二级电离约电离10%,也就是溶液中仍存在大量的HSO4-。而即使是NaHSO4溶液0.1mol/L时,硫酸氢根也只电离了约30%。
硫酸的物理性质:
1、纯硫酸一般为无色油状液体,密度1.84 立方米每克,沸点337摄氏度,能与水以任意比例互溶,同时放出大量的热,使水沸腾。加热到290摄氏度时开始释放出三氧化硫,最终变成为百分之98.54的水溶液,在317摄氏度时沸腾而成为共沸混合物;
2、硫酸的沸点及粘度较高,是因为其分子内部的氢键较强的缘故。由于硫酸的介电常数较高,因此它是电解质的良好溶剂;
3、纯硫酸是一种极性非常大的液体,其介电系数大约为100。因为它分子与分子之间能够互相质子化对方,造成它极高的导电性。
扩展资料:
硫酸是一种最活泼的二元无机强酸,能和绝大多数金属发生反应。高浓度的硫酸有强烈吸水性,可用作脱水剂,碳化木材、纸张、棉麻织物及生物皮肉等含碳水化合物的物质。与水混合时,亦会放出大量热能。
其具有强烈的腐蚀性和氧化性,故需谨慎使用。是一种重要的工业原料,可用于制造肥料、药物、炸药、颜料、洗涤剂、蓄电池等,也广泛应用于净化石油、金属冶炼以及染料等工业中。常用作化学试剂,在有机合成中可用作脱水剂和磺化剂。
硫酸的物理性质如下:
1、纯硫酸一般为无色油状液体,密度1.84 立方米每克,沸点337摄氏度,能与水以任意比例互溶,同时放出大量的热,使水沸腾。加热到290摄氏度时开始释放出三氧化硫,最终变成为百分之98.54的水溶液,在317摄氏度时沸腾而成为共沸混合物。
2、硫酸的沸点及粘度较高,是因为其分子内部的氢键较强的缘故。由于硫酸的介电常数较高,因此它是电解质的良好溶剂。
3、纯硫酸是一种极性非常大的液体,其介电系数大约为100。因为它分子与分子之间能够互相质子化对方,造成它极高的导电性。
浓度的差异:
尽管可以制出浓纯净的硫酸,并且室温下是无限稳定的(所谓的分解成恒沸物的反应发生在接近沸点的高温之下),但是纯硫酸凝固点过高(283.4K),所以为了方便运输通常制成98%硫酸,故一般所说的“高浓度硫酸”指的便是浓度为98%的硫酸。
2.溶解放热
浓硫酸溶解时放出大量的热,因此浓硫酸稀释时应该“酸入水,沿器壁,慢慢倒,不断搅。”若将水倒入浓硫酸中,温度将达到173℃,导致酸液飞溅,造成安全隐患。 硫酸是一种无色黏稠油状液体,是一种高沸点难挥发的强酸,易溶于水,能以任意比与水混溶。[2]
3.共沸混合物
(熔点:10℃) 沸点:290℃(100%酸),沸点:338℃(98.3%酸) 但是100%的硫酸并不是最稳定的,沸腾时会分解一部分,变为98.3%的浓硫酸,成为338℃(硫酸水溶液的)共沸混合物。加热浓缩硫酸也只能最高达到98.3%的浓度。[2]
4.吸水性
它是良好的干燥剂。用以干燥酸性和中性气体,如CO₂,H₂,N₂,NO₂,HCl,SO₂等,不能干燥碱性气体,如NH3,以及常温下具有还原性的气体,如H2S。 吸水是物理变化过程 吸水性与脱水性有很大的不同:吸收原来就有游离态的水分子,水分子不能被束缚。 将一瓶浓硫酸敞口放置在空气中,其质量将增加,密度将减小,浓度降低,体积变大,这是因为浓硫酸具有吸水性。[2]
浓硫酸化学性质
1.脱水性
脱水指浓硫酸脱去非游离态水分子或脱去有机物中氢氧元素的过程。 (1)脱水性简介 就硫酸而言,脱水性是浓硫酸的性质,而非稀硫酸的性质,浓硫酸有脱水性且脱水性很强。(按水的组成比脱去) (2)可被脱水的物质 物质被浓硫酸脱水的过程是化学变化的过程,反应时,浓硫酸按水分子中氢氧原子数的比(2:1)夺取被脱水物中的氢原子和氧原子或脱去非游离态的结晶水,如五水合硫酸铜(CuSO4·5H2O)。 (3)炭化 可被浓硫酸脱水的物质一般为含氢、氧元素的有机物,其中蔗糖、木屑、纸屑和棉花等物质中的有机物,被脱水后生成了黑色的炭。 C12H22O11=浓硫酸=12C+11H2O C+2H2SO4(浓)==CO2↑+2SO2↑+2H2O (4)黑面包反应 在200mL烧杯中放入20g蔗糖,加入几滴水,水加适量,搅拌均匀。然后再加入15mL质量分数为98%的浓硫酸,迅速搅拌。观察实验现象。可以看到蔗糖逐渐变黑,体积膨胀,形成疏松多孔的海绵状的炭,还会闻到刺激性气味气体。 C12H22O11=浓硫酸=12C+11H2O C+2H2SO4(浓)==CO2↑+2SO2↑+2H2O (5)络合反应 将SO3通入浓H2SO4中,则会有“发烟”现象。 H2SO4+SO3=H2S2O7(亦写为H2O·SO3·SO3)[2]
2.强氧化性
(1)跟金属反应 ①常温下浓硫酸能使铁、铝等金属钝化。 ②加热时,浓硫酸可以与除金、铂之外的所有金属反应,生成高价金属硫酸盐,本身一般被还原成二氧化硫。 Cu+2H2SO4(浓)=加热=CuSO4+SO2↑+2H2O 2Fe+6H2SO4(浓)=加热=Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O 在上述反应中,硫酸表现出了强氧化性和酸性。 (2)非金属反应 热的浓硫酸可将碳、硫、磷等非金属单质氧化到其高价态的氧化物或含氧酸,本身被还原为二氧化硫。在这类反应中,浓硫酸只表现出氧化性。 C+2H2SO4(浓)=加热=CO2↑+2SO2↑+2H2O S+2H2SO4 (浓)=加热=3SO2↑+2H2O 2P+5H2SO4 (浓)=加热=2H3PO4+5SO2↑+2H2O (3)跟其他还原性物质反应 浓硫酸具有强氧化性,实验室制取硫化氢、溴化氢、碘化氢等还原性气体不能选用浓硫酸。 H2S+H2SO4(稀)=S↓+SO2↑+2H2O 2HBr+H2SO4(稀)=Br2↑+SO2↑+2H2O 2HI+H2SO4(稀)=I2↓+SO2↑+2H2O
3.难挥发性
制氯化氢、硝酸等(原理:高沸点酸制低沸点酸)如,用固体氯化钠与浓硫酸反应制取氯化氢气体 NaCl(固)+H2SO4 (浓)=NaHSO4+HCl↑(常温) 2NaCl(固)+ H2SO4 (浓)=加热=Na2SO4+2HCl↑(加热) 再如,利用浓盐酸与浓硫酸可以制氯化氢气体。 酸性:制化肥,如氮肥、磷肥等 2NH3+ H2SO4 =(NH4)2SO4 Ca3(PO4)2+2 H2SO4 =2CaSO4+Ca(H2PO4)2 稳定性:浓硫酸与亚硫酸盐反应 Na2SO3+ H2SO4 =Na2SO4+H2O+SO2↑[3]
4.强酸性
纯硫酸是无色油状液体,10.4°C时凝固。加热纯硫酸时,沸点290°C,并分解放出部分三氧化硫直至酸的浓度降到98.3%为止,这时硫酸为恒沸溶液,沸点338°C。无水硫酸体现酸性是给出质子的能力,纯硫酸仍然具有很强的酸性,98%硫酸与纯硫酸的酸性基本上没有差别,而溶解三氧化硫的发烟硫酸就是一种超酸体系了,酸性强于纯硫酸。 但是广泛存在一种误区——稀硫酸的酸性强于浓硫酸,这种想法是错误的。的确,稀硫酸第一步电离完全,产生大量的水合氢离子H3O;但是浓硫酸和水一样,自身自偶电离会产生一部分硫酸合氢离子H3SO4,正是这一部分硫酸合质子,就导致纯硫酸具有非常强的酸性,虽然少,但是酸性却要比水合质子强得多,所以纯硫酸的哈米特酸度函数高达-12.0。 纯硫酸是无色、粘稠,导电性能极高的油状液体,并不易挥发,但是加热沸腾前会产生大量的白雾状硫酸酸雾。纯硫酸是一种非常极性的液体,其介电系数大约为100。因为它分子与分子之间能够互相质子化对方,造成它极高的导电性,这是由于它发生自偶电离生成的两种离子所致,这个过程被称为质子自迁移。这种反应机理是和纯磷酸以及纯氢氟酸所同出一辙的。但纯硫酸达成这种反应平衡所需要的时间则比以上两者快得多,差不多是即时性的。 2H2SO4==H3SO4++HSO4- Kap(25°C)=[H3SO4+][HSO4-]=2.7×10^-4 在硫酸溶剂体系中,(H3SO4+)经常起酸的作用,能质子化很多物质产生离子型化合物:NaCl+ H2SO4→NaHSO4+HCl【不加热都能很快反应】 KNO3+ H2SO4→(K+)+(HSO4-)+HNO3 HNO3+ H2SO4→(NO2+)+(H3O+)+2(HSO4-) CH3COOH+ H2SO4→〔CH3C(OH)2+〕+(HSO4-) HSO3F+ H2SO4→(H3SO4+)+(SO3F-)【氟磺酸酸性更强】 上述与HNO3的反应所产生的(NO2+),有助于芳香烃的硝化反应。[3]
编辑本段稀硫酸化学性质
化学性质
1.可与多数金属(比铜活泼)和绝大多数金属氧化物反应,生成相应的硫酸盐和水 2.可与所含酸根离子对应酸酸性比硫酸根离子弱的盐反应,生成相应的硫酸盐和弱酸 3.可与碱反应生成相应的硫酸盐和水 4.可与氢前金属在一定条件下反应,生成相应的硫酸盐和氢气 5.加热条件下可催化蛋白质、二糖和多糖的水解。[3] 6.能与指示剂作用,使紫色石蕊试液变红,使无色酚酞试液不变色 (1)跟金属反应 ①常温下浓硫酸能使铁、铝等金属钝化。 ②加热时,浓硫酸可以与除金、铂之外的所有金属反应,生成高价金属硫酸盐,本身一般被还原成二氧化硫Cu+2H2SO4(浓)=加热=CuSO4+SO2↑+2H2O 2Fe+6H2SO4(浓)=加热=Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O在上述反应中,硫酸表现出了强氧化性和酸性。 (2)非金属反应 热的浓硫酸可将碳、硫、磷等非金属单质氧化到其高价态的氧化物或含氧酸,本身被还原为二氧化硫。在这类反应中,浓硫酸只表现出氧化性。 C+2H2SO4(浓)=加热=CO2↑+2SO2↑+2H2O S+2H2SO4 (浓)=加热=3SO2↑+2H2O 2P+5H2SO4 (浓)=加热=2H3PO4+5SO2↑+2H2O (3)跟其他还原性物质反应 浓硫酸具有强氧化性,实验室制取硫化氢、溴化氢、碘化氢等还原性气体不能选用浓硫酸。 H2S+H2SO4(稀)=S↓+SO2↑+2H2O 2HBr+H2SO4(稀)=Br2↑+SO2↑+2H2O 2HI+H2SO4(稀)=I2↓+SO2↑+2H2O。