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Schwefelsäure

Allgemeines

Schwefelsäure (H2SO4) ist eine starke zweiprotonige Säure, die mit Wasser in zwei Schritten dissoziiert:
H2SO4 + H2O VIEW.php?param=1188164992.max HSO4- + H3O+ pKS1 = - 3
HSO4- + H2O VIEW.php?param=1188164992.max SO42- + H3O+ pKS2 = 1,9
Die Salze werden als Hydrogensulfate (HSO4-) bzw. Sulfate bezeichnet.


Herstellung und Eigenschaften

Die Darstellung von Schwefelsäure erfolgt durch Oxidation von SO2 durch Luftsauerstoff mit Hilfe von Katalysatoren. Das dabei entstehende SO3 wird durch Einleitung in Wasser zu Schwefelsäure umgesetzt.

Das früher verwendete Bleikammerverfahren findet heute kaum noch Anwendung. Hierbei diente NO2/NO als Katalysator.

Bei der modernen Synthese von Schwefelsäure findet das Kontaktverfahren Anwendung. Hierbei dient V2O5 als Katalysator. Das dabei gebildete SO3 wird durch konzentrierte Schwefelsäure absorbiert. Die entstehende rauchende Schwefelsäure (Oleum) enthält Dischwefelsäure (H2S2O7) und weitere Polyschwefelsäuren. Durch Verdünnnen mit Wasser kann Schwefelsäure der gewünschten Konzentration hergestellt werden.

Konzentrierte Schwefelsäure ist eine wasserklare, ölige Flüssigkeit mit einer relativ hohen Dichte (1,84 g/ml). Sie ist sehr stark hygroskopisch. Beim Verdünnen mit Wasser bilden sich in stark exothermer Reaktion Schwefelsäurehydrate: H2SO4·H2O, H2SO4·2 H2O usw. Diese Hydratbildung ist so stark begünstigt, dass aus Kohlenhydraten (Zucker, Papier usw.) Wasser entzogen wird und nur Kohlenstoff zurück bleibt.

Beim Verdünnen von konzentrierter Schwefelsäure niemals Wasser in die Säure geben! Die Reaktion ist so stark exotherm, dass es zu Siedeverzügen kommen kann und die verspritzende Schwefelsäure schwere Verätzungen verursachen kann!


Verwendung

Schwefelsäure findet in der Technik eine sehr breite Anwendung. Sie wird beispielsweise in der Düngemittelproduktion verwendet (Herstellung von (NH4)2SO4). Als Farbstoff wird BaSO4 als Permanentweiß als Verbindung der Schwefelsäure verwendet. Zur Herstellung von TNT wird ein Gemisch aus Schwefelsäure und Salpetersäure (Nitriersäure) benötigt. Weiterhin dient sie zum Aufschluss von Titanmineralien, in der Synthese zum Sulfonieren und Sulfatieren, zur Herstellung von Natriumsulfat für die Glasfabrikation und als Trockenmittel.

Im Jahr 2006 wurden in Deutschland 4.869.718 t Schwefelsäure produziert. Damit liegt sie nur knapp hinter der Produktionszahl von Chlor.


Quellenangaben

  • Verfasser: Hg
  • Quelle: Basiswissen Anorganische Chemie, Latscha/Klein, Axel-Springerverlag 1994, Seite 375
  • Produktionszahlen: VCI

Einordnung