GFS über Schwefelsäure

[Michi]

Hi,
ich muss am Montag eine GFS über Schwefelsäure halten, ich hab schon einiges zusammen, aber ich bekomm die vorgegeben 20 min einfach nicht hin.....
Wisst ihr, was ich noch dazupacken kann?
Es ist eine GFS in der 9ten Klasse.
Die Formeln sind mir leider nicht so gelungen:
die Zahlen, die eigentlich rechts unten stehen sollten, stehen rechts oben und dann auch nur bis 3, D.h. wenn unten rechts 4 stehen sollte, steht hintendran eine 4....
und die Reaktionspfeile sehen wie folgt aus: ---

Danke schon im vorraus.



Hier ist meine momentane GFS:


1. Eigenschaften der Schwefelsäure
2. Bedeutung und Verwendung von Schwefelsäure
3. Herstellung
4. Versuche


1. Eigenschaften der Schwefelsäure

Die Schwefelsäure mit der Summenformel H2SO4 ist eine starke Säure
Die Schwefelsäure ist ein farbloser, geruchloser und ölige Flüssigkeit mit einer Volumenkonzentration von 96% - 98% (der Rest ist Wasser).
Die Siedetemperatur von Salzsäure liegt bei 279,6 °C und hat eine Dichte von 1,84 g/ml.
Heiße und konzentrierte Schwefelsäure kann bei unvorsichtigem Umgang zu schweren Verätzungen und Brandwunden kommen.
Das komm davon, dass organische Stoffe hauptsächlich aus Kohlenstoff-, Wasserstoff und Sauerstoffatomen bestehen und die Schwefelsäure entzieht den Kohlenhydraten Wasserstoff und Sauerstoff im Verhältnis 2 : 1, so dass nur noch das Kohlenstoffgerüst der Verbindung zurückbleibt.

Wie z.B. bei Puderucker:
Wenn man zu einem Stück Zucker konzentrierte Schwefelsäure hinzugibt und es reagieren lässt, bleibt eine dunkelbraune, matschige Masse übrig.

Hier eventuell ein Versuch von H2SO4 und C12H22O11 (Haushaltszucker, Saccharose)
Schwefelsäure hat bei 37% Konzentration die beste Leitfähigkeit.
Nach Untersuchungen der elektrischen Leitfähigkeit bei verschieden konzentrierten Schwefelsäurelösungen hat man festgestellt, dass die elektrische Leitfähigkeit bei Verdünnung zunimmt, bei Verdünnung unter 37% allerdings wieder abnimmt.


Das lässt sich wie folgt erklären:
Wenn die meisten Schwefelmoleküle zu Ionen (Ion= elektrisch geladenes Atom oder Melekühl) reagiert haben, wird die saure Lösung durch Wasserzugabe nur noch verdünnt.

Bei Reaktionen mit der verdünnten Schwefelsäure können zwei verschiedene Salze entstehen: Sulfate und Hydrogensulfate.

Allerdings reagieret die Schwefelige Lösung nur mit unedlen Metallen komplett:
Edle Metalle ragieren auch mit der Schwefelsäure, aber die Reaktionen laufen anderst ab:







Reaktion von Säuren mit unedlen Metallen

Unedle Metalle (z.B. Magnesium, Zink, Eisen, Calcium, Natrium, Aluminium ) reagieren mit verdünnten Säuren unter Bildung von Wasserstoff.
Dabei entstehen ebenfalls Salze.

Beispiele für die Reaktion von Säuren mit unedlen Metallen:

Allgemein:
Calcium + verd. Säure Calciumsulfat (Gips) +Wasserstoff

Bei dieser Reaktion verbindet sich das Calcium mit dem Säurerest-Ion der verdünnten Säure. Das ist das entstehende Salz. Salze sind also aus Ionen aufgebaut

· es bestehen starke Anziehungskräfte zw. den entgegengesetzt geladenen Ionen, sie bilden ein Ionengitter (räumlich, regelmäßige Anordnung der Ionen)

Konzentrierte Schwefelsäure wirkt hygroskopisch und kann deshalb zum Trocknen von Gasen und Flüssigkeiten eingesetzt werden
Hygroskopie: Ist in der Chemie eine Eigenschaft, die Feuchtigkeit aus der Umgebung (meist in Form von Wasserdampf aus der Luftfeuchtigkeit) aufnimmt.




2. Bedeutung und Verwendung von Schwefelsäure


Die Schwefelsäure ist eine der wichtigsten Stoffe der chemischen Industrie.
Schwefelsäure wird auf der ganzen Welt produziert - die Produktion übersteigt 140 Millionen Tonnen.
Ein großer Teil der Schwefelsäureproduktion (ca. 70%) werden zur Herstellung von Sulfaten und Düngemitteln verwendet.
z.B.

Schwefelsäure verdünnt + Magnesium -------> Magnesiumsulfat + Wasserstoff
Schwefelsäure verdünnt + Zink -------> Zinksulfat + Wasserstoff

Durch die Verwendung von Salzsäure können zahlreiche neue Produkte entstehen.
Beispiele:

· im Gemisch mit Salpetersäure können explosive Stoffe entstehen.
· Phosphorsäure (durch Reaktion mit Calciumphosphat)
· Fluorwasserstoffsäure (durch Einwirkung von Schwefelsäure auf Calciumfluorid, gelöst in Wasser), dient als Lösungmittel
· Verwendung als Rohstoff bei der Waschmittelherstellung
· Zur Herstellung von Kunststoff, Sprengstoffen, Medikamenten und Pergamentpapier

Schwefelsäure wird oft im Labor oft zum verchromen in der Metallurgie benutzt.
Außerdem findet man Schwefelsäure auch noch in der Autobatterie.
Dort hat sie eine Konzentrationvon 37%, da sie dann die beste Leitfähigkeit für Strom hat.
Außerdem wird Schwefelsäure zum trocknen von Gasen benutz.

3. Herstellung von Schwefelsäure

Schwefelsäure kann nach 4 Arten hergestellt werden:
· Vitriolverfahren
· Bleikammerverfahren (beide historisch),
· Kontaktverfahren
· Doppelkontaktverfahren

So Stellt man Schwefelsäure her:

Reaktionsschritte

Zuerst wird Schwefel verbrannt und reagiert mit Sauerstoff

S + O² -- SO²

Das entstandene Schwefeldioxid wird mit einem Katalysator reagieren gelassen

2 V²O5 + 2 SO² -- 2 V²O4 + 2 SO³

2 V²O4 + O² --- 2 V²O5

2 SO² + O² -- 2SO³

Das erhaltene Schwefeltrioxid reagiert mit Wasser zu Schwefelsäure.

SO³ + H²O -- H²SO4

Aber ich werde nun noch das Kontaktverfahren vorstellen


Doppelkontaktverfahren

1. Stufe: Herstellung von Schwefeldioxid

Der Schwefel kommt zusammen mit Sauerstoff in den Verdampfungsofen.
Dort wird das Schwefel zum Schmelzen gebracht und reagiert dann mit dem Sauerstoff

S+O² -> SO²

2. Stufe: Abhitzkessel und Elektofilter

In diesem Schritt wird das Schwefeldioxid getrocknet und gereinigt. Sprich es werden alle Verunreinigengen von anderen Gasen rausgezogen (durch Elektolyse). Das macht man, da die Fremdgase evtl. mit dem Katalysator reagieren könnten. Der Wärmetauscher sorgt für die konstante Beibehaltung der Temperatur auf ca. 440°C. Denn wenn die temperatur viel weniger niedriger als 440°C ist, dann wird der Schwefeltrioxidgehalt später bei der Reaktion reduziert.



3. Stufe Herstellung von Schwefeltrioxid

Die Oxidation von Schwefeldioxid zu Schwefeltrioxid verläuft exotherm.

SO² + ½ O² -- SO³

Darum bemüht hält man die Arbeitstemperaturen niedrig und benützt ein Katalysator. Das heutige Doppelkontaktverfahren arbeitet bei 450°C und mit Vanadinpentoxid

2 V²O5 + 2 SO² -- 2 V²O4 + 2 SO³

und das dadurch entstandene Vanadiumtetroxid wird durch Zugabe von Sauerstoff wieder zu Vanadiumpentoxid

2 V²O4 + O² -- 2 V²O5

Darum könnte man sagen, dass folgende Reaktion verläuft:

2 SO² + O² -- 2 SO³

4. Stufe Zwischenabsorger

Nun wird das Schwefeltrioxid im Zwischenabsorber mit Schwefelsäure vermischt.

SO³ + H²SO4 --- H²S²O7

Der Entstandene Stoff wird Dischwefelsäure genannt. Diese Dischwefelsäure wird dann weitergeleitet und reagiert dann mit Wasser. Das macht man, da bei der direkten Zusammengabe von Schwefeltrioxid und Wasser eine heftige Reaktion stattfinden würde. Aber wenn das Schwefeltrioxid mit Schwefelsäure zusammen Dischwefelsäure ist, dann kann problemlos Wasser hinzugegeben werde.

H²S²O7 + H²O --- 2H²SO4

5. Stufe: Nachkontaktofen und Endabsorber
Das bei Stufe 4. übriggebliebene Gasgemisch wird mit einer abgemessenen Masse Sauerstoff in den Nachkontaktofen geleitet wo es dann wieder zu SO³ reagiert
Danach wird es in den Endabsober weitergeleitet, wo es dann mit Wasser zu Schwefelsäure reagiert.

SO³ + H²O --- H²SO4

[Beamer]

evtl kannst du noch auf thiosulfate und die iodometrie eingehen, hat zwar nicht direkt etwas damit zu tun, aber man könnte es bestimmt reinbringen!

auch die oxidationsreaktionen des sulfats könnte man etwas ausführlicher machn (standartpotentiale.....)

desweiteren noch die autoprotolyse, autohydratisierung, usw...

[Beamer]

außerdem vll noch sulfonsäuregruppen, chlorsulfonsäuren, peroxoschwefelsäuren..........

des läßt sich beliebig erweitern, wird dann halt alles etwas kompliziert^^

[alpha]

Stimmt: Autoprotolyse --> Schwefelsäure als Lösungsmittel, das ist immer wieder erstaunlich, was da gehen soll.

Peroxoschwefelsäure, bzw. ihre Salz (Handelsname Oxone) sind schöne Oxidationsmittel.

Grüsse
alpha

[Michi]

Danke euch

[kathrin]

schau mal das du die ganzen zahlen, die unten stehen müssen auch so hin bekommst!!!!
weil so sieht das ja echt blöd aus!!!!!
das geht ganz einfach in dem du die zahl makierst, rechte maustaste, auf zeichen gehen und dann musst du schauen, wo das da steht!!!!

[beama]

in word strg+' bzw strg+* (ohne +)
^^

[Gast]

*zensur*


edit by alpha: Sinnlose Beiträge sind unerwünscht, anstössliches wird zensuriert.

[Gast]

[Gast]

hi

[Pee !!!]

kannst vielelcht noch oleum mit hinzunehmen und dessen verwendungszwecke.

[heesus]

Ich glaube das wird dem Autor nicht mehr gelingen,
weil er die GFS Anfang Juli (siehe sein Beitrag )
halten sollte und da warscheinlich schon alles abgegeben hat^^

gruss