חומצה גופרתית נחושת. נְחוֹשֶׁת. חיבורי נחושת

תגובה בין תחמוצת נחושת (||) לחומצה גופרתית
מחלקות של חומרים אנאורגניים

שיעור זה הוא שיעור מעשי על לימוד מאפייני התגובה בין תחמוצת נחושת (II) לחומצה גופרתית. לחומר המתקבל כתוצאה מתגובה זו יש מגוון רחב של יישומים.

תגובה כימית -זה תהליך , שבו מחומרים מסוימים מתקבלים אחרים הנבדלים מהחומרים המקוריים בהרכבם או במבנה, בתכונות .

חימום תחמוצת נחושת (II) בתמיסת חומצה גופרתית

אחד מ מאפיינים כללייםחומצות הן אינטראקציה עם תחמוצות מתכות. כתוצאה מתגובות כאלה נוצרים מלח ומים.

מלח הוא חומר המורכב מאטומי מתכת ושארית חומצה.

דוגמה לאינטראקציה של תחמוצת מתכת עם חומצה היא התגובה בין תחמוצת נחושת (II) לתמיסה של חומצה גופרתית. כדי להתחיל אינטראקציה זו, יש צורך בחימום החומרים.

בעת ביצוע ניסוי, עליך לזכור לא רק את הכללים לטיפול בחומצות, אלא גם לעקוב אחר כללי הבטיחות בעת חימום חומרים במבחנה .

ביצוע הניסוי

אבקת תחמוצת נחושת שחורה CuO מונחת במבחנה. מוסיפים מעט חומצה גופרתית מדוללת. כדי להתחיל תגובה, אין די במגע של חומרים בלבד; מחממים קלות את המבחנה עם החומרים מבלי להביא את התמיסה לרתיחה. כתוצאה מהתגובה יש היעלמות הדרגתית של אבקת תחמוצת נחושת שחורה והיווצרות תמיסה צבע כחול. אורז. 1.

אורז. 1. היווצרות תמיסה נחושת גופרתית

המשוואה לתגובה זו היא:

CuO + H 2 SO 4 = CuSO 4 + H 2 O

תגובה זו מתייחסת לתגובות מטבוליות, כי משני חומרים מורכבים כתוצאה מחילוף רכיביםנוצרים שני חומרים מורכבים חדשים.

תגובת חליפין היא תגובה בין שני חומרים מורכבים, כתוצאה מכך הם מחליפים את חלקיהם המרכיבים אותם ונוצרים שני חומרים מורכבים חדשים.

תמיסת הנחושת (II) סולפט היא כחולה. הידרט קריסטל של גופרת נחושת CuSO 4 H 2 O יש שם היסטורי - גופרת נחושת.

תרכובות נחושת מסיסות, כולל נחושת גופרתית, הן רעילות. אבל בכמויות מיקרוסקופיות נחושת היא כמו יסוד כימיהכרחי להתפתחות תקינה של צמחים ובעלי חיים, מכיוון שהוא ממריץ תהליכים כימיים תוך תאיים.

כפי שכבר צוין, גופרת נחושת (II) המתקבלת במהלך התגובה שייכת למחלקת המלחים. כל המלחים הם מוצקים גבישיים. איך מוכיחים שהתגובה הביאה לתמיסת מלח?

כדי לעשות זאת, אתה יכול להשתמש בשתי שיטות.

קוֹדֶם כֹּל, אתה יכול להניח כמה טיפות מהתמיסה שהתקבלה על שקופית זכוכית ולחמם אותה. לאחר התאדות המים, יישארו גבישי מלח על הזכוכית.

שנית, אתה יכול להשתמש במכשיר הגדלה - מיקרוסקופ. אם מניחים טיפה מהתמיסה שהתקבלה על שקופית זכוכית ובודקים אותה במיקרוסקופ, ניתן לראות גבישים של גופרת נחושת. אורז. 2.

אורז. 2. גבישי נחושת גופרתי במיקרוסקופ

סולפט נחושת (II) הוא מלח הנחושת החשוב ביותר, המשמש לעתים קרובות כחומר מוצא לייצור תרכובות אחרות.

1. סולפט נחושת נטול מים לבן, זה יכול לשמש כאינדיקטור של לחות זה משמש במעבדה לייבוש אתנול וכמה חומרים אחרים.

2. הכמות הגדולה ביותרמיושם ישירות CuSO 4 מושקע בהדברת מזיקים ב חַקלָאוּת, מורכב מ תערובת בורדועם חלב ליים- ממחלות פטרייתיות וכנימות ענבים.

3. נחושת גופרתית משמשת גם כמיקרו-דשן לחידוש מחסור בנחושת באדמה. מומלץ לשימוש על ביצות כבול.

4. בבנייה משתמשים בתמיסה מימית של גופרת נחושת (II) לנטרול השפעות של נזילות, להעלמת כתמי חלודה וגם להסרת הפרשות מלח ("תפרחת") מלבנים, בטון ומשטחים מטויחים; וגם כאמצעי למניעת ריקבון עץ.

5. משתמשים בו גם להכנת צבעים מינרליים.

6. בתעשיית המזון, נחושת (II) סולפט רשום כתוסף מזון בקוד E519 (כחומר משמר).

מסכם את השיעור

השיעור כיסה שיעור מעשי ללימוד מאפייני התגובה בין תחמוצת נחושת (II) לחומצה גופרתית. לחומר המתקבל כתוצאה מתגובה זו יש מגוון רחב של יישומים.

בִּיבּלִיוֹגְרָפִיָה

1. אוסף בעיות ותרגילים בכימיה: כיתה ח': לספרי לימוד. P.A. אורז'קובסקי ואחרים "כימיה. כיתה ח" / P.A. אורז'קובסקי, נ.א. טיטוב, פ.פ. הגל. - מ.: AST: Astrel, 2006. (עמ' 99-101)
2. Ushakova O.V. חוברת עבודה בכימיה: כיתה ח': לספר הלימוד מאת פ.א. אורז'קובסקי ואחרים "כימיה. כיתה ח' / O.V. Ushakova, P.I. בספלוב, פ.א. אורז'קובסקי; תַחַת. ed. פרופ' P.A. אורז'קובסקי - מ.: AST: Astrel: Profizdat, 2006. (עמ' 95-98)
3. כִּימִיָה. כיתה ח'. ספר לימוד לחינוך כללי מוסדות / P.A. אורז'קובסקי, ל.מ. משצ'ריאקובה, מ.מ. שלאשובה. - M.: Astrel, 2013. (§29)
4. כימיה: כיתה ח': ספר לימוד. לחינוך כללי מוסדות / P.A. אורז'קובסקי, ל.מ. משצ'ריאקובה, ל.ס. פונטק. M.: AST: Astrel, 2005. (עמ' 157)
5. כימיה: אנאורגנית. כימיה: ספר לימוד. לכיתה ח' חינוך כללי מוֹסָד /G.E. Rudzitis, F.G. פלדמן. - M.: Education, OJSC "Moscow Textbooks", 2009. (§32)
6. אנציקלופדיה לילדים. כרך 17. כימיה / פרק. ed. V.A. וולודין, וד. מַדָעִי ed. אני לינסון. - M.: Avanta+, 2003.

נחושת מקומית נדירה בעיקר בקרום כדור הארץ בצורת סולפידים. אבני חול ופצלי נחושת אינם מייצגים עפרה אחת ספציפית, הם חוואר ביטומני (חוואר הוא סלע משקע בעל הרכב חימר-קרבונט מעורב) שבו מפוזרים כמה עפרות נחושת שונות באופן שווה. בטבע, נחושת מיוצגת בעיקר על ידי המינרלים הבאים:

Cu 2 O - קופריט, עפרות נחושת אדומה;
Cu 2 CO 3 (OH) 2 - מלכיט;
2CuСО 3 ·Cu(OH) 2 - azurite;
Cu 2 S - chalcocite, ברק נחושת;
(CuFe)S 2 - כלקופיריט, פיריט נחושת;
(Cu 3 Fe)S 3 - בורניט, פיריט נחושת צבעוני;
CuS—קווולין.

נחושת היא יסוד קורט חיוני לצמחים. החומר שצובע את דם הרכיכות הוא תרכובת הנחושת האורגנית המוציאנין.

השגת נחושת.
1. הפחתת עפרות תחמוצת עם קולה;
2. מעפרות סולפיד; התהליך המטלורגי הוא כדלקמן. עפרות סולפיד מותכות בתנורי פיר לנחושת Cu 2 S, FeS וסולפידים אחרים, למשל NiS, Ag 2 S). נחושת שלפוחית ​​מופקת ממנו:

Cu 2 S + O 2 = 2Cu + SO 2

התהליך מתבצע בממירים על ידי נשיפת אוויר דרך צינורות; גז פליטה SO 2 מסופק לייצור חומצה גופרתית. מנחושת שלפוחית, על ידי המסתה באווירה מחמצנת, מתקבלת נחושת מזוקקת, המתאימה לרוב המטרות הטכניות. כדי להשיג מתכת טהורה במיוחד, הטיהור מתבצע בשיטה אלקטרוליטית (תוצרי הלוואי יהיו כסף, סלניום, ניקל גופרתי וכו').
3. על ידי הפחתת נחושת מתמיסות מלח באמצעות אבץ, ברזל או אלומיניום (ראה תמונה), מתקבלת אבקת נחושת (צבע אדום), למשל:

3CuSO 4 + 2Al = 3Cu + Al 2 (SO 4) 3;

3Cu 2+ + 2Al 0 = 3Cu 0 + 2Al 3+

הַנפָּקָה. עפרות, לפני התכת מתכת מהן, מופרדות מסלע פסולת - תהליך השבחת עפרות. העשרת העפרות היעילה ביותר מושגת על ידי הציפה.
ציפה (העשרת ציפה)היא שיטה להפרדה של תערובת חומרים טחונים דק, המבוססת על הרטיבות השונה של מרכיבי התערובת. את התערובת שיש להפריד, כמו עפרות או פסולת, מערבבים במים המכילים ריאגנטים לציפה - קולט (קולט) וחומר מקציף. הקולט נספג על פני השטח של אחד ממרכיבי התערובת (לרוב חלקיקים מינרליים) ובכך הופך אותה להידרופובית. כאשר אוויר נשף דרך התרחיף, נוצר קצף שבו נאסף הרכיב הידרופובי כעת (מינרל שימושי), והרכיב השני של התערובת (פסולת סלע) מופקד בתחתית הכור. Xanthates משמשים אספנים, וחומרי שטח משמשים כסוכני קצף.

תכונות פיזיקליות של נחושת.
מתכת מבריקה עם צבע צהוב-אדמדם.
הצפיפות של מתכת נחושת ב-20 מעלות צלזיוס היא 8.95 גרם/ס"מ 3. נקודת התכה: 1080 מעלות צלזיוס.
נחושת יוצרת סריג מעוקב במרכז פנים, קבוצת החלל F m3m, a = 0.36150 ננומטר, Z = 4Å.
נחושת היא המתכת השנייה (אחרי הכסף) מבחינת מוליכות תרמית וחשמלית (עם מעולה מקדם טמפרטורההתנגדות 0.4%/°C). המוליכות החשמלית של נחושת ב-20 מעלות צלזיוס היא 55.5-58 MS/m.
לנחושת שני איזוטופים יציבים: 63 Cu ו-65 Cu, וכמה איזוטופים רדיואקטיביים. אורך החיים הארוך שבהם, 64 Cu, הוא בעל זמן מחצית חיים של 12.7 שעות ושני מצבי דעיכה עם מוצרים שונים.
מבחינת תכונות מכניות, נחושת היא מתכת די רכה וניתנת לגימור. לאחר החישול הוא הופך קשה, ולאחר התקשות (חימום וקירור פתאומי) הוא הופך רך. בעל תכונות יציקה טובות. יוני נחושת צובעים את הלהבה צבע ירוק.

תכונות כימיות של נחושת.
ב-20 מעלות צלזיוס ובהיעדר לחות ופחמן דו חמצני, הנחושת אינה מגיבה עם חמצן באוויר. כאשר נחושת נשרפת באוויר, נוצר סרט שחור שביר של תחמוצת נחושת (II) על פני הנחושת; בנוכחות לחות, פחמן דו חמצני ורכיבי אוויר אחרים, עם הזמן, נוצר סרט (פטינה איטלקית) על פני השטח של מוצרים העשויים מנחושת וסגסוגותיה, תחילה מצבעים חומים עד שחורים (תחמוצות נחושת וסולפידים), וכן עם אחסון ארוך יותר במהלך אדמה רטובהלמשל, נוצר.
נחושת היא מתכת אלקטרו-חיובית (אצילה) בסדרת המתחים האלקטרוכימית שהיא מגיעה לאחר מימן, ולכן היא מועברת לתמיסה רק עם חומצות מחמצנות או בנוכחות חמצן, מי חמצן או חומר מחמצן אחר:

Cu + HCl ≠ ; Cu + 2HCl + O 2 = CuCl 2 + 2H 2 O;

Cu + 2HCl + H 2 O 2 = CuCl 2 + 2H 2 O

6Cu + 12HCl + KClO 3 = 6H + 2KCl + 3H 2 O

מגיב עם חמצן באוויר בהתאם לטמפרטורה ולתנאים:

4Cu + O 2 = 2Cu 2 O (עם חוסר חמצן ו-200 מעלות צלזיוס)

2Cu + O 2 = 2CuO (עם עודף חמצן ו-400 מעלות צלזיוס)

עם חומצה גופרתיתנחושת מגיבה לצורה מוצרים שונים, בהתאם לתנאים:
חומצה גופרתית קרה מרוכזת

Cu + H 2 SO 4 = CuO + SO 2 + H 2 O

חומצה גופרתית חמה מרוכזת

Cu + 2H 2 SO 4 = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

חומצה גופרתית נטולת מים ב-200 מעלות צלזיוס

2Cu + 2H 2 SO 4 = Cu 2 SO 4 + SO 2 + 2H 2 O

דלל חומצה גופרתית בנוכחות חמצן אטמוספרי בעת חימום

2Cu + 2H2SO4 + O2 = 2CuSO4 + 2H2O

מדלל חומצה גופרתית קרה

Cu + H 2 SO 4 ≠

עם חומצה חנקתית, נחושת מגיבה ליצירת תערובת של גזים חנקניים. בהתאם לריכוז החומצה החנקתית, תערובת המוצרים הגזים נשלטת על ידי:
חומצה חנקתית מרוכזת

Cu + 4HNO 3 = Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

מדללים חומצה חנקתית

3Cu + 8HNO 3 = 3Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O

נחושת מתמוססת בתמיסה מימית של אמוניה בנוכחות חמצן ליצירת אמוניה:

2Cu + NH 3 H 2 O + O 2 → (OH) 2 ↔ (OH) 2

נחושת (אבקתית) מגיבה עם כלור, ברום (באתר) וגופרית (בפחמן דיסולפיד נוזלי ב- טמפרטורת חדראו כאשר מחומם ל-300 מעלות צלזיוס):

Cu + Cl 2 = CuCl 2; Cu + Br 2 = CuBr 2; Cu + S = CuS

נחושת מגיבה עם תחמוצות שאינן מתכתיות (בטמפרטורות 500-800 מעלות צלזיוס):

4Cu + SO 2 = Cu 2 S + 2CuO; 2Cu + 2NO = 2CuO + N 2; 4Cu + 2NO2 = 4CuO + N2

נחושת מגיבה עם אשלגן ציאניד ליצירת אשלגן דיציאנוקופראט (I):

2Cu + 4KCN + 2H 2 O = 2K + 2KOH + H 2

נחושת נכנסת לתמיסה מגיבה עם יוני Fe 3+ ו- Cu 2+

Cu + 2Fe 3+ = Cu 2+ + 2Fe 2+ ; Cu + Cu 2+ = 2Cu +

יישום של נחושת.
הנחושת משמשת כמוליך בהנדסת חשמל, לייצור צינורות קירור ברדיאטורים ובמחליפי חום, כזרז בפילמור של אצטילן וכתוסף לסגסוגות תכשיטים על בסיס כסף וזהב. תרכובות נחושת משמשות ליצירת משטחים אנטי-בקטריאליים, זרזים למתכת אוטוקטליטית, ציפוי נחושת, ציפוי פליז ובצורת סגסוגות בייצור חלקים למנגנונים שונים.

סגסוגות על בסיס נחושת.
פליז - סגסוגות על בסיס נחושת ואבץ, שבהן מ-60% עד 90% נחושת, השאר הוא אבץ וזיהומים, עם תכולת נחושת של כ-80% - סגסוגות טומפק;
ברונזה - מכילים נחושת ומתכת אחת או יותר. על פי התוסף מבחינים בין ברונזה פח (עד 10% פח), ברונזה אלומיניום (עד 11% אלומיניום), ברונזה עופרת (8-25% עופרת, 5-10% פח), ברונזה בריליום (מעלה) עד 5% בריליום), וגם ברונזה מנגן וסיליקון, יש "ברונזה זרחנית" - ברונזה, מרוקנת חמצון על ידי זרחן, מכילה לא יותר מ-0.5% זרחן. בדרגת ברונזה BrOF10-1 (10% פח ו-1% זרחן);
יציקת ברונזה - Cu + עד 11% Sn ועד 5% Zn;
כסף ניקל - 45-67% Cu + 12-45 Zn + 10-26% Ni;
הלחמה קשה - Cu + 1-70% Ag נמס בטווח הטמפרטורות 600-1000 מעלות צלזיוס;
הסגסוגת של Devard - 50% Cu + 45% Al + 5% Zn משמשת במעבדה כחומר מפחית;
סגסוגות התנגדות (התנגדות חשמלית כמעט בלתי תלויה בטמפרטורה): מנגנין - 82-84% Cu, 12-15% Mn + 2-4% Ni; constantan - 57% Cu + 41% Ni + 1% Fe + 1% Mn; ניקל - 56%Cu + 31% Ni + 13% Zn.

תרכובות נחושת (I).
תרכובות נחושת (I) באוויר כמעט תמיד הופכות לתרכובות נחושת (II). יציבים הם: נחושת (I) ציאניד CuCN; copper(I) thiocyanate CuSCN; נחושת(I) יודיד CuI; נחושת (I) גופרית Cu 2 S; תחמוצת נחושת (I) Cu 2 O.
תחמוצת נחושת (I) Cu 2 O
צבעה של האבקה אדומה ומשקעים מנוזל הרידוד כאשר מתגלים אלדהידים. שימש בעבר לייצור מיישרים זרם חשמלי, משמש היום רק לצביעת זכוכית ואמייל.
נחושת(I) כלוריד CuCl
אבקה לבנה, בלתי מסיס במים.

מבין תרכובות הנחושת האורגניות (I), הידועה ביותר היא אצטיליד נחושת (I) Cu-C≡C-Cu.

תרכובות נחושת(II).
הידרטים גבישיים של מלחי נחושת (II) (מתחמי אקווה) הם בדרך כלל בצבע כחול או ירוק, מלחים נטולי מים הם לבנים, והתחמוצת והסולפיד שחורים. מתמיסות המכילות קטיונים נחושת (II), ברזל ואבץ מזרזים נחושת בצורה של אבקה חומה אדומה. אמוניה צבעי מים תמיסות של מלחי נחושת (II) בצבע הכחול העז האופייני לקטיון הטטררמין נחושת (II) 2+.
נחושת (II) סולפט CuSO 4 גבישים לבנים. הידראט קריסטלי CuSO 4 ·5H 2 O - גבישים כחולים, מסיסים מאוד במים. כשהם מחוממים, המים מתפצלים לפני שהסולפט נחושת(II) נטול מים מתחיל להתפרק. גופרת נחושת (II) מיותרת, כאשר היא נחשפת למים (אפילו בכמויות עקבות), הופכת שוב לכחול, המשמשת לזיהוי מים, למשל באלכוהול. CuSO 4 ·5H 2 O - נחושת גופרתית, המשמש כחומר להגנת הצומח (מעורב בחלב ליים) נגד כנימות ענבים. בנוסף, הוא משמש כמרכיב של אמבטיות אלקטרוליטיות עבור ציפוי נחושת ו חלק בלתי נפרדפתרונות טוויה בייצור סיבי אצטט.
נחושת (II) הידרוקסיד Cu(OH) 2 משקע בצורה של משקעים כחולים פלקולנטים מתמיסות Cu 2+ כאשר מוסיפים אלקליות, כאשר הם מחוממים (אפילו ב מים חמים), מתפרק במהירות לתחמוצת נחושת שחורה(II).
נחושת (II) ניטראט Cu(NO 3) 2 ·3H 2 O משמש ליצירת על מוצרי נחושת.
הידרוקסואצטטים של נחושת (II) הם חומרי גלם לייצור צבעי נחושת (תערובת המכונה verdigris). נחושת (II) קרבונט, אורתופוספט וארסניט (האחרון לרוב במה שנקרא ירוק שוויינפורט, הכולל יוני אצטט) מושקעים כתוצאה מתגובות חליפין מתמיסה מימית בצורה של משקעים כחולים או ירוקים.

איתור.
תרכובות נחושת צובעות את הלהבה גזיה, במיוחד לאחר הרטבתם בחומצה הידרוכלורית בצבע כחול או ירוק עז. מלחי נחושת(II) צבע מי אמוניה כחול כהה.

ממוקם בקבוצה השנייה, תת-קבוצה משנית טבלה מחזוריתמנדלייב והוא מתכת מעבר. מספר סידוריאלמנטים - 30, מסה - 65.37. תצורה אלקטרוניתהשכבה החיצונית של האטום היא 4s2. היחיד והקבוע הוא "+2". מתכות מעבר מאופיינות ביצירת תרכובות מורכבות שבהן הן פועלות כחומר מורכב עם מספרי קואורדינציה שונים. זה חל גם על אבץ. ישנם 5 איזוטופים יציבים בטבעם עם מספרי מסה מ-64 עד 70. יתרה מכך, האיזוטופ 65Zn הוא רדיואקטיבי, זמן מחצית החיים שלו הוא 244 ימים.

אבץ הוא מתכת כחולה-כסופה שכאשר היא נחשפת לאוויר, היא הופכת במהירות לציפוי תחמוצת מגן, ומסתירה את הברק שלה. כאשר סרט התחמוצת מוסר, האבץ מפגין תכונות של מתכות - זוהר וברק אופייני בוהק. בטבע, אבץ נמצא במינרלים ועפרות רבים. הנפוצים ביותר: קליופאן, אבץ בלונד (ספאלריט), וורציט, מרמטיט, קלמין, smithsonite, willemite, zincite, franklinite.

כחלק מעפרות מעורבות, אבץ פוגש את חבריו הקבועים: תליום, גרמניום, אינדיום, גליום וקדמיום. קרום כדור הארץ מכיל 0.0076% אבץ, ו-0.07 מ"ג/ליטר של מתכת זו נמצא ב מי יםבצורה של מלחים. הנוסחה של אבץ כחומר פשוט היא Zn, הקשר הכימי הוא מתכתי. לאבץ יש סריג קריסטל צפוף משושה.

תכונות פיזיקליות וכימיות של אבץ

נקודת ההתכה של אבץ היא 420 מעלות צלזיוס. בְּ תנאים רגיליםזו מתכת שבירה. בחימום ל-100-150 מעלות צלזיוס, הגמישות והמשיכות של האבץ גדלות, וניתן לייצר חוט מהמתכת ומנייר הגליל. נקודת הרתיחה של אבץ היא 906 מעלות צלזיוס. מתכת זו היא מוליך מצוין. החל מ-200 מעלות צלזיוס, אבץ נטחן בקלות לאבקה אפורה ומאבד מהפלסטיות שלו. למתכת מוליכות תרמית טובה וקיבולת חום. הפרמטרים הפיזיקליים המתוארים מאפשרים שימוש באבץ בתרכובות עם אלמנטים אחרים. פליז היא סגסוגת האבץ המוכרת ביותר.

בתנאים רגילים, פני האבץ מכוסים מיידית בתחמוצת בצורת ציפוי אפור-לבן עמום. הוא נוצר בשל העובדה שחמצן באוויר מחמצן חומר טהור. אבץ כחומר פשוט מגיב עם כלקוגנים, הלוגנים, חמצן, אלקליות, חומצות, אמוניום (מלחיו), . אבץ אינו יוצר אינטראקציה עם חנקן, מימן, בורון, פחמן וסיליקון. אבץ טהור מבחינה כימית אינו מגיב עם תמיסות של חומצות ואלקליות. - המתכת היא אמפוטרית, ובתגובות עם אלקליות היא יוצרת תרכובות מורכבות - הידרוקסינטים. לחץ כדי לגלות אילו ניסויים לחקור את תכונות האבץ ניתן לעשות בבית.

תגובה של חומצה גופרתית עם אבץ וייצור מימן

התגובה של חומצה גופרתית מדוללת עם אבץ היא שיטת המעבדה העיקרית לייצור מימן. לשם כך, נעשה שימוש באבץ טהור מגורען (מגורען) או אבץ טכני בצורת גרוטאות ושבבים.

אם נוטלים אבץ וחומצה גופרתית טהורים מאוד, מימן משתחרר לאט, במיוחד בתחילת התגובה. לכן, לפעמים מוסיפים לתמיסה שהתקררה לאחר הדילול מעט תמיסת נחושת סולפט. מתכת נחושת המונחת על פני האבץ מאיצה את התגובה. הדרך האופטימלית לדלל חומצה להפקת מימן היא דילול חומצה גופרתית מרוכזת בצפיפות של 1.19 עם מים ביחס של 1:1.

תגובה של חומצה גופרתית מרוכזת עם אבץ

בחומצה גופרתית מרוכזת, הגורם המחמצן אינו קטיון המימן, אלא חומר מחמצן חזק יותר - יון הסולפט. הוא אינו מתבטא כחומר מחמצן בחומצה גופרתית מדוללת עקב הידרציה חזקה וכתוצאה מכך ניידות נמוכה.

האופן שבו חומצה גופרתית מרוכזת תגיב עם אבץ תלוי בטמפרטורה ובריכוז. משוואות תגובה:

Zn + 2H₂SO₄ = ZnSO₄ + SO₂ + 2H₂O

3Zn + 4H₂SO₄ = 3ZnSO₄ + S + 4H₂O

4Zn + 5H₂SO₄ = 4ZnSO₄ + H₂S + 4H₂O

חומצה גופרתית מרוכזת היא חומר מחמצן חזק בשל מצב החמצון של גופרית (S⁺⁶). הוא יוצר אינטראקציה אפילו עם מתכות נמוכות פעילות, כלומר עם מתכות לפני ואחרי מימן, ובניגוד לחומצה מדוללת, לעולם לא משחרר מימן במהלך תגובות אלו. בתגובות של חומצה גופרתית מרוכזת עם מתכות, נוצרים תמיד שלושה מוצרים: מלח, מים ותוצר הפחתת גופרית. חומצה גופרתית מרוכזת היא חומר חמצון כל כך חזק שהיא אפילו מחמצנת כמה לא מתכות (פחם, גופרית, זרחן).