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Siehe auch: Salpetersäure, Schwefeltrioxid, Kupfersulfat, Zinksulfat 
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Schwefelsäure

Autor: Hans Lohninger

CAS-Nr.7664-93-9
FormelH2SO4
Molmasse98.079
Schmelzpunkt (100%ig)10.37 °C
Siedepunkt
 (100%ig)
 (Azeotrop 98.33%ig)
279.6 °C
337 °C
Dichte (100%ig)1.8269 g/cm3
Dielektrizitätskonst. (25°C)100

Schwefelsäure, H2SO4, gehört zu den zehn wichtigsten Grundchemikalien der chemischen Industrie.

Eigenschaften
100%ige Schwefelsäure ist eine ölige, farblose Flüssigkeit, die beim Erhitzen über den Siedepunkt SO3-haltigen Schwefelsäuredampf abgibt. Das Schwefeltrioxid im Dampf kommt aus der teilweisen Spaltung der Schwefelsäure. Das dabei entstehende Wasser sorgt für eine Verdünnung der 100%igen Säure bis zum Azeotrop bei 98.33% Schwefelsäureanteil. Im Zuge der Azeotropbildung kommt es zum Anstieg des Siedepunkts auf 337°C.

Mischt man Schwefelsäure mit Wasser, so entsteht eine beträchtliche Mischungswärme, die bei unsachgemäßer Handhabung zum Spritzen der Säure und eventuell zum Zerspringen des Glasgefäßes führen kann. Deshalb muss man Schwefelsäure immer so verdünnen, dass man diese in einem dünnen Strahl unter Rühren in die benötigte Menge Wasser gießt und auf keinen Fall umgekehrt.

Konzentrierte Schwefelsäure ist stark hygroskopisch und wird deshalb im Exsiccator zum Trocknen chemischer Substanzen verwendet. Die wasserentziehende Wirkung von H2SO4 ist so stark, dass z.B. Zucker durch konzentrierte Schwefelsäure verkohlt wird (Entzug des Wassers aus dem Zucker hinterlässt elementaren Kohlenstoff: CmH2nOn mC + nH2O).

Die Salze der Schwefelsäure heißen Sulfate, oder - falls nur ein Wasserstoffatom ersetzt wurde - Hydrogensulfate. Hydrogensulfate sind meist gut wasserlöslich und gehen beim Erhitzen (150-200°C) in Disulfate über, z.B. Natriumhydrogensulfat:

2 NaHSO4 H2O + Na2S2O7

Sulfate sind sehr stabile Verbindungen, von denen etliche großtechnische Verwendung finden, so z.B. Natriumsulfat (Glaubersalz), Calciumsulfat (Gips), oder auch Bleisulfat. Die meisten Sulfate sind gut wasserlöslich, ausgenommen Bariumsulfat, Strontiumsulfat und Bleisulfat.
Herstellung
Schwefelsäure wird heute ausschließlich durch das sog. Kontaktverfahren großtechnisch hergestellt (das frühere Bleikammerverfahren ist praktisch zur Gänze verdrängt worden). Es beruht auf der katalytischen Oxidation von Schwefeldioxid zu Schwefeltrioxid. Da Schwefeltrioxid sich bei hoher Temperatur (ab 400°C) in SO2 und Sauerstoff zersetzt, sollte die Oxidation des SO2 zu SO3 unterhalb von 400°C erfolgen. Allerdings verläuft die Oxidationsreaktion selbst bei 600°C noch viel zu langsam, weshalb man feste Katalysatoren (z.B. Vanadiumpentoxid) bei 450°C einsetzt.
Verwendung
Schwefelsäure wird weltweit im 100-Millionen-Tonnen-Maßstab eingesetzt. Die Hauptmenge wird dabei für die Kunstdüngerherstellung (Ammoniumsulfat und Superphosphat) verbraucht. Darüberhinaus wird Schwefelsäure in den Bleiakkus der Autos, zur Erzeugung von Sulfaten und anderen Mineralsäuren, in der organischen Chemie im Gemisch mit Salpetersäure (Nitriersäure) zur Nitrierung diverser Substanzen, etc. eingesetzt.


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Last Update: 2013-08-19