Schwefelsäure

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Schwefelsäure konzentriert 96% H₂SO₄ ^. aq

C
ätzend


farblose, ölige Flüssigkeit

Vorkommen:
Saurer Regen, in Solfataren (schwefelwasserstoffhaltige Dampfausströmungen)

RS-Sätze:
R 35 S 26, 30, 45
Entsorgung: G 4
MAK: 0,1 mg/m³

MG (100%-ige H₂SO₄): 98,079 g/mol
Dichte: 1,84 g/cm³ (97%-ige H₂SO₄)
Wasserlöslichkeit:
in jedem Verhältnis mischbar

Eigenschaften:
Konzentrierte Schwefelsäure zerstört organische Stoffe wie Zucker, Baumwollgewebe oder Haut unter Bildung von schwarzem Kohlenstoff. Gibt man in einem Becherglas konzentrierte Schwefelsäure auf Traubenzucker, entzieht sie dem Kohlenhydrat Wasserstoff und Sauerstoff, so dass nur noch das Kohlenstoffgerüst des Zuckers zurückbleibt. Man erhält nach einer Weile eine stark aufgeblähte, schwarze Masse:

Im Magen verursacht sie lebensgefährliche Verätzungen. Gegenmaßnahmen sind das Trinken von Wasser oder die Neutralisation der Säure mit einer Mischung aus Wasser und Magnesiumoxid:

MgO + H₂SO₄ -----> MgSO₄+ H₂O

Säure auf der Haut sollte mit einem trockenen Lappen abgewischt und dann mit viel Wasser nachbehandelt werden.

Schwefelsäure ist stark hygroskopisch, d.h. sie zieht Feuchtigkeit aus der Luft an. Beim Vermischen mit Wasser, was unter starker Wärmeentwicklung vor sich geht, darf sie nur in das Wasser eingegossen werden („Niemals Wasser auf die Säure, sonst geschieht das Ungeheure!“). Es ist unbedingt Augenschutz und Handschutz zu tragen. 100%-ige Schwefelsäure löst das Gas SO₃ unter Bildung von Oleum (rauchende Schwefelsäure).

Verdünnte Schwefelsäure reagiert mit allen oberhalb in der Spannungsreihe von Wasserstoff stehenden Metallen unter Bildung von Wasserstoff zu Metallsalzen. Dabei entstehen die Sulfate, die Salze der Schwefelsäure:

Schwefelsäure verdünnt + Metall -----> Metallsulfat + Wasserstoff

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Heiße, konzentrierte Schwefelsäure reagiert mit Kupfer nicht unter Wasserstoffentwicklung, sondern bildet Schwefeldioxid, Kupfersulfat und Wasser:

Schwefelsäure konzentriert + Kupfer ---> Kupfersulfat + Schwefeldioxid + Wasser   Diese Reaktion findet bei allen unterhalb in der Spannungsreihe von Wasserstoff stehenden Metallen (Silber, Quecksilber) statt. Gold und Platin sind beständig.

Eisen und Blei widerstehen der konzentrierten Schwefelsäure. Eisen wird passiviert und das Blei bildet einen unlöslichen Überzug aus Bleisulfat. Daher kann sie unbedenklich in Bleigefäßen aufbewahrt oder in Eisenrohren transportiert werden. Reine, 100%-ige Schwefelsäure leitet den elektrischen Strom nur schwach, da sie nur wenig dissoziiert. Mit zunehmender Verdünnung spaltet die Säure zunächst ein Proton (H⁺) ab, bei stärkerer Verdünnung dissoziiert auch das zweite Proton und die Leitfähigkeit nimmt zu:

Die reine, 100%ige Schwefelsäure löst das Gas Schwefeltrioxid (SO₃) unter Bildung von Rauchender Schwefelsäure. Diese wurde bei den Alchimisten auch "Oleum" oder "Vitriolöl" genannt. In dieser Säure tritt ständig Schwefeltrioxid aus, das mit der Luftfeuchtigkeit reagiert und dabei den Nebel bildet.

Herstellung:
Die Herstellung von Schwefelsäure durch die Alchimisten geht vermutlich bis in das 13. Jahrhundert zurück. Beim Glühen von "Vitriolen" also von Eisen- oder Kupfersulfat, erhielten sie das "Oleum vitrioli" (Rauchende Schwefelsäure) und beim Verbrennen von Schwefel mit Salpeter (Kaliumnitrat) das "Oleum sulphuris" (verdünnte Schwefelsäure). Beide Herstellungsmöglichkeiten wurden von Andreas Libavius (geb. um 1540) in seinem 1597 erschienen Werk "Alchemia" beschrieben. Das Herstellungsverfahren aus Vitriolen wurde bis in das 19. Jahrhundert hinein angewandt. Der Vorteil bestand darin, dass man eine sehr konzentrierte Säure erhielt.

Mit der Erfindung des Bleikammerverfahrens durch Roebuck und Garbett in Birmingham konnte man die Schwefelsäure ab 1774 im großtechnischen Maßstab produzieren. Ein Gemisch aus Schwefeldioxid, Luft und Stickoxiden wurde in einem mit Schamottziegeln ausgekleideten Reaktionsturm auf ca. 400°C erhitzt. Das entstehende Gasgemisch kam dann in mehrere mit Blei ausgekleidete, hintereinandergeschaltete Behälter, wo es mit Wasser berieselt wurde und dabei zur einer 60-70%igen Schwefelsäure reagierte. Man verwendete eine Bleiauskleidung, da dies zu jener Zeit das einzige billige Metall war, das von konzentrierter Schwefelsäure nicht angegriffen wird. In der Folgezeit wurde das Bleikammerverfahren verbessert. Heute erfolgt die Herstellung der Schwefelsäure aber hauptsächlich nach dem >Kontaktverfahren.

Verwendung:
Herstellung von Sulfaten (Natriumsulfat, Kupfersulfat) und Düngemitteln; im Gemisch mit Salpetersäure als Nitriersäure zur Herstellung von Explosivstoffen; im Bleiakku als Elektrolyt (37-38%-ige Säure besitzt die beste Leitfähigkeit für elektrischen Strom); wichtiger Katalysator im Labor und bei chemischen Synthesen; als Rohstoff zur Waschmittel- und Farbstoffherstellung (Sulfonierung und Sulfatierung); zum Aufschluss von Titanmineralien bei der Herstellung des Weißpigments Titandioxid; wichtige Säure im chemischen Labor und als Trocknungsmittel.

deutscher Name	englischer Name	CAS- Nummer	Etikett drucken
Schwefelsäure	Sulfuric acid	7664-93-9	pdf

Hinweis: Konzentrierte Schwefelsäure ist eine sehr starke Säure, die zu schweren Augenverletzungen führen kann. Beim Arbeiten ist daher unbedingt eine Schutzbrille und entsprechende Schutzkleidung zu tragen. Spritzer und Säurereste auf Labortischen sollten direkt nach der Arbeit entfernt werden. Konzentrierte Schwefelsäure ist die häufigste Ursache für zerfressene Alltagskleidung. Schülerversuche dürfen nur mit verdünnten Lösungen durchgeführt werden. Für Schülerversuche sollte höchstens die 10%ige Säure verwendet werden.

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