8.tétel
Nemfémes elemek legfontosabb
vegyületei
Hidrogén-klorid (HCl)
A hidrogén-klorid színtelen, szúrós szagú, íztelen, levegőnél
nagyobb sűrűségű, mérgező gáz. Vízben jól oldódik, vizes oldata a sósav, melyet először Basilius
Valentinus állított
elő a 15. században, egészen tiszta állapotban pedig Glauber. Előfordul a természetben némely
vulkáni
gázban és Dél-Amerika néhány folyójában, amelyek vulkáni vidéken folynak keresztül; a gyomornedvben is megtalálható, minthogy az emésztésnek igen fontos tényezője.
A tömény sósav 36 tömegszázalékos, levegőn füstölög, mert az oldatból távozó HCl a levegő
nedvességtartalmában oldódik és ködöt képez. A hidrogén-klorid-gázt igen
alacsony hőmérsékletre lehűtve, nagyobb nyomáson színtelen folyadékká sűríthető. A hidrogén-klorid-gáz levegőre vonatkoztatott relatív sűrűsége: ρ_rel =
1,278 (levegő = 1) és vízben rendkívül jól oldódik; 1 térfogat víz 0 °C-on 505 térfogat (0,825 g) és 20 °C-on 440 térfogat
(0,721 g) hidrogén-klorid-gázt abszorbeál; ezért hidrogén-klorid-gázzal telt
palack víz alatt kinyitva egy pillanat alatt megtelik vízzel.
A sósavoldat savtartalma tömegszázalékban kifejezve közelítőleg a sűrűség két
első tizedesének kétszeresével egyenlő. (Pl.: az 1,12 g/cm3 sűrűségű
sósavoldat kb. 24 %(m/m)-os.)
A sósav erős egyértékű sav; a negatív standardpotenciálú fémeket
hidrogénfejlődés közben feloldja és kloridokká alakítja át, a pozitív
standardpotenciálú fémekkel (pl.: réz) nem lép reakcióba.
A sósav savmaradékionja a
kloridion (Cl-), sói a kloridok.
Az oxidáló hatású anyagok (például nátrium-hipoklorit azaz hypo, kálium-permanganát, kálium-klorát stb.) a sósavat elbontják és
ekkor klórgáz fejlődik belőle.
Közömbösítése nátrium-hidroxiddal, vagyis lúgkővel:
Fontos vízkőoldószer:
A sósavat nemcsak a
laboratóriumban, hanem az iparban is igen sokféle célra (klórfejlesztésre,
kloridok előállítására stb.) alkalmazzák és ezenkívül gyógyszerként is használják.
A sósav szerepel a magyar gyógyszerkönyvben. Nem megengedett a szennyezése kénsavval, szabad klórral, nehézfémekkel, legkivált pedig arzénnal.
A hidrogén-klorid hidrogénből és klórból képződik magas hőmérsékleten,
vagy fény hatására. Az egyesülés durranás kíséretében történik, ha az említett
két gáznak egyenlő térfogatait elegyítettük egymással.
A hidrogén- és a klórgáz 1:1
térfogatarányú elegyét klórdurranógáznak nevezzük, mely még az oxigén-hidrogén
durranógáznál is robbanékonyabb.
A hidrogén-klorid előállítható a kloridokból, ha azokat koncentrált kénsavval melegítjük; e célra azonban iparilag konyhasót (NaCl)
használnak, amelyet kénsavval kezelnek. A reakció mellékterméke a glaubersó, melyet a gyógyászatban hashajtásra használnak.
A Leblanc-féle szódagyártásnál
melléktermékül igen nagy mennyiségű sósavat kapnak.
Víz (H2O)
A víz (lat. aqua) a hidrogén és az oxigén vegyülete, kémiai képlete H2O
(dihidrogén-monoxid). Olvadáspontja: 0 °C, forráspontja: 100 °C. A „víz” megnevezés általában a szobahőmérsékleten
folyékony állapotra vonatkozik, szilárd halmazállapotban jégnek, légnemű halmazállapotban gőznek nevezik. Dipólusmolekula.
A víz színtelen, szagtalan,
íztelen folyadék. Az ivóvíz kellemes ízét a benne oldott anyagok okozzák. A víz
az egyetlen olyan anyag a Földön, amely mindhárom halmazállapotában
megtalálható. A víznek +4 C fokon a legnagyobb a sűrűsége. Télen a folyóknak és
tavaknak csak a teteje fagy be, így a jég alatt megmarad az élővilág. A jégben
a vízmolekulák kristályt alkotnak, ennek neve: molekularács. A víz jó oldószer.
1 liter vízből kb. 1750 liter gőz keletkezik. Nagy hőmérséklet hatására (Pl:
olvadt fém), termikus bomlás (robbanás) következik be, ami annyit jelent, hogy
alkotóelemeire bomlik. Durranógáz 2 térfogat hidrogén és 1 tréfogat oxigén
elegye, szikra vagy láng hatására hevesen robban, vízgőz képződése mellet:
2 H2 + O2 = 2 H2O
A víz sűrűsége 4 °C-on
maximális, 20 °C-on 998,2 kg/m³.
Amikor a víz megfagyásakor kialakuló kristályszerkezetben nagy hézagok, üregek
vannak. Ez okozza azt, hogy a jég sűrűsége kisebb, mint a vízé és fagyáskor a
többi anyagtól eltérően a víz térfogata megnő (mintegy 9%-kal). Ezért úszik a
jég a vizen.
Sok vegyületnek (különösen az ionos vegyületnek) jó oldószere. Gyenge savak
vagy bázisok sóit kismértékben elbontja, hidrolizálja. Sok reakciótkatalizál. A
hidrogénnél pozitívabb fémek (az alkáli- és alkáliföldfémek, különösen hevesen)
elbontják a vizet. Fém- és nemesfém-oxidokkal bázisokat illetve savakat alkot.
Sok komplex vegyület képződésében is részt vesz.
Biológiai jelentősége óriási, a földi élet elképzelhetetlen nélküle, a sejt- és testnedvek legnagyobb részét víz alkotja. A vér ozmózisnyomásának normál szinten tartásában is jelentős szerepe van. Sokszor ajánlják a napi 1,5-2 liter folyadék elfogyasztását azzal, hogy ez alapvető igénye szervezetünknek. Ezt azonban egyesek vitatják is, és azzal érvelnek, hogy az csak megterheli a vesét.
A víz rendkívül fontos szerepet
betöltő kémiai anyag, a Föld vízburkát alkotja, kitölti a világ óceánjait és
tengereit, az ásványok és kőzetek alkotórésze, a növényi és állati szervezetek
pótolhatatlan része. Nélkülözhetetlen az iparban, a mezőgazdaságban, a
háztartásokban, a laboratóriumokban stb.
A víz a Föld felületén megtalálható egyik leggyakoribb anyag, a földi
élet alapja.
A Föld felületének 71%-át víz borítja, ennek kb.
2,5%-a édesvíz, a többi sós víz, melyek a tengerekben,
illetve óceánokban
helyezkednek el. Az édesvízkészlet gleccserek
és állandó hótakaró formájában található részét nem
számítva, az édesvíz 98%-a felszín alatti víz, ezért különösen fontos a felszín
alatti vizek védelme. Magyarország ivóvízellátásának több mint 95%-a
felszín alatti vizeken alapszik. Kanada rendelkezik a legnagyobb édesvíz tartalékokkal, a
források 25%-ával.
Drasztikusan csökken a Föld ivóvízkészlete. Korunknak egyik nagy problémája az ivóvízhiány. 2006-ban a mezőgazdaság
felelős a globális vízfogyasztás mintegy 80 százalékáért.
Geológiai értelemben a víz egyszerre két csoportba tartozik:
Ásványként az oxidok és hidroxidok ásványosztályba és annak 1.
alosztályába (egyszerű oxidok) közé tartozik, és a SiO2-hoz hasonló
tetraéderes elemi cellái hatszöges kristályrendszerű (hexagonális)
kristálykifejlődést eredményeznek. Általános megjelenési formája a hatszöges
oszlop lenne, ennek azonban leggyakoribb és legismertebb a kezdeti fázisa a hópihe, a hatszöges oszlop metszete.
Kőzetként monomineralikus, a
hidrogén-oxid ásványból álló üledékes kőzet. Ezt nem befolyásolja a
folyékony halmazállapot, ahogy a higany is lehet ásványos terméselem, sőt a földgáz is kőzetfajta.
Ammónia(NH3)
Közönséges hőmérsékleten és nyomás
mellett az ammónia színtelen, különösen átható, szúrós, kábító szagú,
könnyezésre ingerlő gáz. Maró égető, lúgos ízű. Sűrűsége, a levegőére
vonatkoztatva, 0,5971. Fajhője állandó térfogaton 23 °C és 100 °C között 0,5202
J·kg‒1·K‒1.
Hővezetőképessége 0°-on 0,0458. Kritikus hőmérséklete 130 °C, kritikus nyomása
115 atmoszféra. Minthogy az ammóniagáz kritikus hőmérséklete magas, a
cseppfolyós ammónia pedig nem túlságosan alacsony hőmérsékleten (‒33,5 °C-on) forr, az ammóniagáz aránylag könnyen folyadékká
sűrűsíthető és pedig ‒33,5 °C-on 1 atmoszféra vagy 10
°C-on kb. 6,5 atmoszféra nyomás alatt. A folyósított ammónia színtelen,
mozgékony, rendkívül gyorsan elpárolgó folyadék. Fajsúlya 0,623 r. Fajhője
1,2288, tehát a vízénél (1) nagyobb, párolgáshője (291 kalória) szintén igen
jelentékeny. E sajátságai nagy fontosságúak az ammónia jéggépekben való
alkalmazásánál. A folyósított ammónia elpárologtatva nagy lehűlés közben, vagy
szilárd szén-dioxid és éter elegyéből álló hűtőkeverékben
lehűtve, fehér, kristályos, szagtalan tömeggé fagy meg, amely ‒77 °C-on megolvad. Víz az ammóniagáz igen bőségesen oldja; így 1
térfogat víz 0 °C-on 1298,9, 12°-on 865,5, 20°-on 710,6 térfogat ammóniagázt
nyel el, miközben a folyadék felmelegszik és térfogata növekszik, tehát
fajsúlya csökken. 1 gramm víz 760 mm. nyomás alatt oldja. Alkoholban az
ammónia kevésbé oldódik mint vízben. Magas hőmérsékletre hevítve vagy
elektromos szikrák hatására az ammónia hidrogén- és nitrogéngázra bomlik. A
könnyebben redukálható fémoxidokat az izzáson redukálja, miközben vízzé ég el
és nitrogéngáz fejlődik. Klórgázt ammónia vizes oldatába áramoltatva, robbanó
klórnitrogén, jód hatására pedig robbanó jódnitrogén keletkezhetik. Savakkal
hőfejlődés közben ammónium-sókká egyesül. Az ammónia mérgező, maró hatású. Sok
levegővel hígítva és a belélegzéskor a nyálkahártyákat izgatja és vértódulást
okoz, töményebb állapotban levegővel beszívva heves köhögést, hangrésgörcsöt
okoz. Belsőleg csekélyebb mennyiségben alkalmazva múlékonyan izgat, a lélegzést
élénkíti, a vérnyomást növeli és izzadást vált ki; nagyobb mennyiségben
alkalmazva gyomor és bélgyulladást, fulladást, görcsöket, szívbénulást okoz. A
vér oxihemoglobinját redukálja. Lélegzéskor elviselhető ammónia-tartalom a
levegőben legföljebb 0,03% lehet. Csekély mennyiségű ammónia a rothadás
folyamatát gyorsítja, de 2-3%-nál több a rothadást határozottan gátolj. Az
ammóniagáz vizes oldata az ammónia-oldat (maró ammónia-oldat, szalmiákszesz,
szalamiákszesz) az iparban nagy fontosságú. A legtöményebb oldat jégszesz néven
is ismeretes; a 10%-os, 0,96 fajsúlyú oldat (Liquor Ammoniae, liquor ammonii caustici,
spiritus salis ammoniaci caustici, szalmiákszesz) gyógyszerül használatos. Az
ammónia-oldat sűrűsége annál csekélyebb, minél több ammóniát tartalmaz az
oldat. Az ammónia-oldat színtelen, ammónia szagú és ízű folyadék. Az ammóniagáz
a vízben nemcsak egyszerűen oldódik, hanem a vízzel reakcióba is lép. Az
ammónia nagyobb része ammónium-hidroxid alakjában van a vízben oldva. Az
ammónium-hidroxid azonban tisztán nem állítható elő, csak formálisan tekinthető
létező vegyületnek. E felfogás helyes voltát bizonyítja az ammónia-oldat kémiai
viselkedése, amely a vízoldható fémhidroxidokéhoz igen hasonló, nevezetesen,
hogy a savakat lúgok módjára ammóniumsókká semlegesíti és fémsók oldatából az
illető fémhidroxidot lecsapja, továbbá az a tény is, hogy az ammónia-oldat az
elektromosságot vezeti, azaz ammónium-hidroxid a disszociált formában van az
oldatban. Ebből adódik az ammónia oldat lúgos kémhatása is. Másrészt az
ammóniumsók kálilúgtól azonnal elbomlanak: káliumsók és ammónium-hidroxid
keletkezik, amely utóbbi rögtön (egyensúlyi folyamatban) elbomlik ammóniára és
vízre.
NH+4 + OH– = NH3
+ H2O
Az ammónia nagy része az oldatból
a levegőn elég gyorsan elillan, huzamos forralással pedig a vízből tökéletesen
kiűzhető. Éppen ezért az ammónia-oldat csak zárt edényben tartható el.
Az ammónia a természetben úgy a levegőben és a meteoros csapadékokban, valamint a talajban, ásványos
vizekben, növényi és állati szervezetekben fordul elő. A levegőbe az ammónia
javarészt bizonyára a föld felületéről, párolgás útján jut, majd ott elektromos kisülések, vagy égési folyamatok révén
keletkezett szénsavval, salétromossavval és salétromsavval vegyülve, e savak ammónium-sói alakjában a csapadékokba kerül.
Magyarországon az éves átlagkoncentráció 2 ppb (part per billion). A talajban
az ammónia főképen vulkánok közelében és kráterében, klorid és szulfát
alakjában, továbbá égő széntelepek közelében, a toszkánai bórsavas fumarolák gőzében és sóiban, úgyszintén
mint a szerves anyagok rothadási terméke sok helyütt (így a guanóban és bűzös
gázokban is) előfordul. A növényekben ammónia rendszerint kimutatható; az
állati szervezet különféle részeiben: a vérben, a szövetekben, a vizeletben és a kilélegzett levegőben is található. Madarak, gyíkok és
kígyók vizeletében jelentékeny mennyiségű a húgysavas ammónium; emlősök
vizelete csak kevés ammónium-sót tartalmaz.
Nitrogént tartalmazó
szénvegyületek, különösen a karbamid és fehérjefélék korhadásakor és rothadásakor jelentékeny
mennyiségű ammónia, illetőleg ammónium-só keletkezik. Ammónia keletkezik még
szerves anyagok például szaru, csontok, kőszén stb. száraz desztillációjakor
is.
Ammónia keletkezik elemeiből:
hidrogénből és nitrogénből szintézis útján, valamint bomlás útján számos
nitrogén-tartalmú vegyületből. A hidrogén és a nitrogén közönséges
hőmérsékleten nem hatnak egymásra, de ha kifejlődésük pillanatában elegyednek,
vagy ha elegyükön elektromos szikra csap át, úgyszintén platina-háló hatására kevés ammónia keletkezik. Ilyen szintézises úton
állította elő Haber karlsruhei tanár (ozmiumot vagy uránkarbidot, mint
katalizátort alkalmazva) az ammóniát hidrogén-és nitrogén-gázból nyomás alatt,
és napjainkban is iparilag egy ehhez hasonló módszerrel állítanak elő ammóniát
(Haber-Bosch eljárás). A nitrogén oxidjai, valamint a salétromossav és a
salétromsav a fejlődő hidrogéntől, vagy katalizátor (például platina-háló,
réz-oxid, vas-oxid stb.) jelenlétében, a hidrogén-gáztól ammóniává
redukálódnak. Az ammónia keletkezésének a legutóbbi módját ipari előállításánál
értékesítik. Ammónia előállítható bármely ammóniumsóból, ha azt erős bázissal
hevítjük. Kicsinyben laboratóriumi célokra, rendszerint ammónium-kloridból állítjuk elő úgy, hogy kalcium-hidroxid és ammónium-klorid keverékét gömblombikban melegítjük. A fejődő ammónia-gázt, megszárítása végett égetett
mésszel, vagy kálium-hidroxid darabkákkal töltött csövön
átáramoltatjuk és higannyal telt gazométerben fogjuk fel.
Nagyban az ammónia-gázt és vizes oldatát a világító-gáz és a koksz gyártásával
kapcsolatosan állítják elő. Ez anyagok gyártásánál ugyanis nitrogéntartalmú
kőszenet szárazon desztillálnak. Ilyenkor egyszerűbb és összetettebb szénhidrogének, hidrogén, víz, szén-dioxid, ammónia – gáz és ennek különféle organikus származéka
keletkezik. A vizes desztillációs termékben, az ún. gázvízben, empireumás és
kátrányos anyagok, illékony bázisos szénvegyületek mellett, az ammónia részben
mint ilyen, részben pedig karbonát, szulfid, rodanid stb. alakjában oldva
marad. A literenként 5-20 gramm ammóniát tartalmazó gázvízből az ammóniát
ledesztillálják. A forraláskor különben nem illékony és el nem bomló
ammónium-vegyületek elbontása végett azonban a gázvízhez előbb égetett meszet
kevernek. A desztillálást a szeszgyártásnál használatos rektifikáló-készülékek
módjára szerkesztett desztilláló készülékben végzik, úgy, hogy a vízgőz részben
megsűrűsödve a kazánba visszafolyik, az ammóniával telített gőz pedig a
hűtőkészülékben áramlik. A még szennyes ammóniát ezután a szén-dioxidtól és kénhidrogéntől való megtisztítása végett mésztejen át, majd az empiroumás
anyagoktól való megtisztítása végett pedig faszén-szűrőkön át áramoltatják és
végül az ammónia -gázt vagy komprimálják, vagy ammóniaoldat készítése végett
vízzel töltött abszorpciós edényekbe vezetik, vagy savakkal ammónium-sókká
alakítják.
Az ammóniát vagy oldatát, mint
aránylag erős bázist, káli- vagy nátronlúg helyett használják, amikor
illékonyságánál fogva azoknál előnyösebben alkalmazható. Ammóniaoldat esetleg
alkalmazott fölöslege ugyanis melegítéssel könnyen eltávolítható, úgyszintén hevítéssel
az ammóniumsók is. E viselkedésénél fogva nátronlúg és szappan helyett
használják az ammóniát mosásnál, halványításnál, festésnél, gyapjúmosásnál,
folttisztításra (fekete szöveten sav okozta vörös folt ammóniaoldattal
megnedvesítve azonnal eltűnik). Használják továbbá mint antiklórt, úgyszintén
az ammóniás szódagyártásnál, ammóniumsók és indigó gyártásánál, lakkok és
festékek előállításánál, klórezüstnek ércekből való kiválasztására,
burnótgyártásnál stb. Az erős lehűlést amellyel a folyósított ammónia
elpárolgása jár, jéggépeknél, a nyomást (7 atmoszféra) pedig, amelyet
közönséges hőmérsékleten gyakorol, gépek hajtására értékesítik. Az ammóniát
legnagyobb mértékben a műtrágyaipar használja fel (salétrom-savgyártás).
Gyógyszerül többféle célra alkalmazzák; így például az orron át belélegezve a
nyálkahártya izgatásával reflexes úton lélegzést vált ki. Külsőleg az ammónia
-oldatot nálunk méhszúrásnál, a szúrás helyét ammónia -oldattal megnedvesítve
is használják, Amerikában pedig kígyómarásnál külsőleg és belsőleg.
ammóniaoldat és olaj fehér sűrűfolyós elegye (Linimentum volatile, népiesen
repülő zsír) külső gyógyszer. Régebben az ammónia -gáz alkoholos oldatát,
spiritus Dzondii néven, gyógyszerül is használták.
Kénsav(H2SO4)
A kénsav (H2SO4) színtelen,
nagy sűrűségű folyadék, kétértékű, erős ásványi sav. Vízzel korlátlanul elegyedik. A kénsav a kémiai ipar egyik legfontosabb vegyülete, a legnagyobb mennyiségben előállított anyag. 2001-ben 165 millió tonnát gyártottak belőle. Legnagyobb arányban a műtrágyaipar hasznosítja, de szinte minden vegyipari ágazat alapanyagként használja.
A tömény kénsav erélyes vízelvonószer. Noha előállítható a 100%-os
töménységű, ún. füstölgő kénsav
(vagy még töményebb óleum) is,
a gyakorlatban 98,3%-nál töményebb savat a kén-trioxid (SO3) párolgása miatt nem használnak. A
gyakorlatban használt tömény kénsav
96(±2) %-os. Az ólomakkumulátorok celláit 33,5%-os kénsavval töltik fel.
A kénsav tiszta állapotban
színtelen, olajszerű, magas forráspontú (338 °C) folyadék. Ezen
tulajdonságai a kénsavmolekulák között fellépő hidrogénkötésen alapulnak. A
tömény, vagy koncentrált kénsav 98 tömegszázalékos.
A tömény kénsav erős vízelvonó
(higroszkópos) tulajdonságú. A levegő nedvességtartalmát megköti, a szerves anyagokat, szénhidrátokat
pedig elszenesíti: a hidrogént és az oxigént elvonja belőlük, és a szén marad vissza. A kénsav a hangyasavat is elbontja, szén-monoxid fejlődése közben. Így állítanak elő a laboratóriumokban is CO-t.
Elbont néhány szervetlen savat is, de még a sók kristályvizét is képes elvonni.
A kénsav maró hatású anyag,
nagyon óvatosan kell vele dolgozni. A kénsavat úgy kell hígítani, hogy az
üvegbot állandó kevergetése közben vízbe öntjük. Tilos a tömény kénsavba vizet
önteni! Ilyenkor a fejlődő hőtől a víz felforr, és szétfröccsenti a kénsavat,
ami súlyos sérülést okozhat.
A kénsav a vízzel korlátlanul elegyedik. Vízben való oldásakor két
lépésben disszociál, először hidrogén-szulfátionra, majd szulfátionra. Mint
minden kétértékű sav esetén, itt is az első disszociáció megy nagyobbrészt
végbe, vagyis a kénsav erősebb sav, mint a hidrogén-szulfátion. Mindkettő a
kénsav savmaradékionja. A kénsav és a hidrogén-szulfátion savkitevői: pKs1=-3,00;
pKs2=1,99
H2SO4 + H2O → HSO−4 + H3O+
H2SO4 + 2 H2O → SO2−4 + 2 H3O+
HSO−4 + H2O → SO2−4 + H3O+
Mivel a kénsav a legerősebb savak egyike, a gyengébb savak
viselkedhetnek vele szemben bázisként (például a salétromsav).
H2SO4 + HNO3 → HSO−4 + H2NO+3
A forró, tömény kénsav olyan erős oxidálószer, hogy oxidálja a
nemfémes elemek egy részét, többek között a szenet, a ként és a foszfort.
A
hidrogén-szulfátok és a szulfátok a kénsav sói. A hidrogén-szulfátok vízzel hidrolizálnak,
átadják a protonjukat, ezért ezeknek vizes oldata savas kémhatású.
Na+ (aq) + HSO−4 (aq) → Na+ + SO2−4 + H3O+
Vagyis az oldatban az oxóniumionok kerülnek túlsúlyba a
hidroxidionokkal szemben.
Az alumínium-szulfát, a kálium-alumínium-szulfát, az ammónium-szulfát, a réz-szulfát és a vas(III)-szulfát vizes oldata is savas kémhatású.
A híg kénsav reakcióba lép a vassal, a magnéziummal, és az alumíniummal. Nem reagál a rézzel és az ólommal. Vassal való reakciójának
egyenlete:
Fe + H2SO4 = H2 + FeSO4 vas-szulfát
A forró tömény kénsav a rezet is feloldja, két lépésben, mivel
előbb oxidálja:
Cu + cc. H2SO4 → CuO + H2O + SO2
CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O
Hasonlóan viszi oldatba a forró tömény kénsav a higanyt és az ezüstöt is.
A tömény kénsav oxidálja a vasat, tömör vas-oxid réteg alakul ki.
Ezért lehet a kénsavat vastartályban szállítani.
Az ólmot már a híg kénsav is passziválja, az ólom felületén oldhatatlan ólom-szulfát keletkezik.
A tömény kénsav lúgokkal, például nátrium-hidroxid oldattal közömbösíthető. Ekkor nátrium-szulfát (glaubersó) és víz keletkezik.
H2SO4 + 2 NaOH → Na2SO4 + 2 H2O
H2SO4 + Ca(OH)2 → CaSO4 + 2 H2O
A
kénsavgyártás alapanyaga többnyire elemi kén, illetve a fém-szulfidok. A ként
elégetve vagy a szulfidokat pörkölve kén-dioxid keletkezik.
S + O2 → SO2
2 ZnS + 3 O2 → 2 ZnO + 2 SO2
HgS + O2 → Hg + SO2
A kén-dioxidot tovább oxidálják, ilyenkor kén-trioxid keletkezik:
2 SO2 + O2 ⇌ 2 SO3
Az exoterm reakció egyensúlyra vezet, ezért célszerű alacsony
hőmérsékleten (400-500 °C) végezni, azonban homogén fázisban a reakció
sebessége nagyon kicsi. A reakciósebességet vanádium-pentoxid katalizátor alkalmazásával
növelik. A kén-trioxidot gyakorlati okok miatt nem vízben, hanem tömény
kénsavban nyeletik el, majd az így keletkező dikénsavat (pirokénsav, óleum) vízben a
megfelelő töménységűre hígítják.
A kénsav vegyipari alapanyag,
emellett a laboratóriumban is gyakran használják. A kénsavat műtrágyagyártásra,
mosószergyártásra, festékgyártásra, gyógyszergyártásra és robbanószerek
gyártására is használják. Emellett kénsav az ólomakkumulátorok töltőfolyadéka.