Се́рная кислота́ H2SO4 — сильная двухосновная кислота, отвечающая высшей степени окисления серы (+6). При обычных условиях концентрированная серная кислота — тяжёлая маслянистая жидкость без цвета и запаха, с кислым «медным» вкусом. В технике серной кислотой называют её смеси как с водой, так и с серным ангидридом SO3. Если молярное отношение SO3 : H2O < 1, то это водный раствор серной кислоты, если > 1 — раствор SO3 в серной кислоте (олеум).Очень сильная кислота, при 18оС pKa (1) = −2,8, pKa (2) = 1,92 (К₂ 1,2 10−2); длины связей в молекуле S=O 0,143 нм, S—OH 0,154 нм, угол HOSOH 104°, OSO 119°; кипит, образуя азеотропную смесь (98,3 % H2SO4 и 1,7 % H2О с температурой кипения 338,8оС). Серная кислота, отвечающая 100%-ному содержанию H2SO4, имеет состав (%): H2SO4 99,5, HSO4− — 0,18, H3SO4+ — 0,14, H3O+ — 0,09, H2S2O7, — 0,04, HS2O7⁻ — 0,05. Смешивается с водой и SO3, во всех соотношениях. В водных растворах серная кислота практически полностью диссоциирует на H3О+, HSO3+, и 2НSO₄−. Образует гидраты H2SO4·nH2O, где n = 1, 2, 3, 4 и 6,5.
Серную кислоту применяют:
в производстве минеральных удобрений; как электролит в свинцовых аккумуляторах; для получения различных минеральных кислот и солей; в производстве химических волокон, красителей, дымообразующих и взрывчатых веществ; в нефтяной, металлообрабатывающей, текстильной, кожевенной и др. отраслях промышленности; в пищевой промышленности — зарегистрирована в качестве пищевой добавки E513 (эмульгатор); в промышленном органическом синтезе в реакциях: дегидратации (получение диэтилового эфира, сложных эфиров); гидратации (этанол из этилена); сульфирования (синтетические моющие средства и промежуточные продукты в производстве красителей); алкилирования (получение изооктана, полиэтиленгликоля, капролактама) и др. Для восстановления смол в фильтрах на производстве дистилированной воды. Мировое производство серной кислоты ок. 160 млн тонн в год. Самый крупный потребитель серной кислоты — производство минеральных удобрений. На P₂O₅ фосфорных удобрений расходуется в 2,2-3,4 раза больше по массе серной кислоты, а на (NH₄)₂SO₄ серной кислоты 75% от массы расходуемого (NH₄)₂SO₄. Поэтому сернокислотные заводы стремятся строить в комплексе с заводами по производству минеральных удобрений.
Атом углерода (карбона) состоит из 6 протонов, 6 нейтронов и 6 электронов (n⁺ = 6, p°= 6, e⁻ = 6). Заряд ядра +6. На верхней оболочке 4 электрона. Электронная схема уровней: 1s²2s²2p². В основном этот элемнет проявляет неметаллические свойства: Образует кислотный оксид и кислоту: CO₂ + H₂O = H₂CO₃, а также, органические кислоты. Горит: 2C + O₂ = CO или С + O₂ = CO₂. Электроотрицательность такая же, как у водорода. Имеет sp³, sp², sp-гибридизацию орбиталей, этим и обусловлены его свойства как неметалла, в основном - органических соединениях. Также имеет две аллотропные модификации: алмаз и графит.
Для определения отдельно серной кислоты и органических кислот в гидролизатах предназначен метод, который основан на реакции нейтрализации кислот щелочью. Разработана также схема производства аммофоса, в которой вода, вводимая с экстракционной фосфорной кислотой, удаляется выпариванием, а также за счет тепла реакции нейтрализации кислоты аммиаком. Аммонизация кислоты проводится в трубчатом ( струйном) реакторе под давлением, в котором протекает непрерывный процесс взаимодействия фосфорной кислоты с газообразным аммиаком. Реакция протекает с выделением тепла, поэтому температура аммофосной пульпы достигает 180 - 200 С.
2NA(+)+2OH(-)+2H (+)+SO4(2-)=2NA (+) +SO4(2-)+H2O
2OH(-)+2H (+) =2 H2O
в скобочках степени))