1 © Ferdinand Belaj Schwefel-Oxosäuren — Schwefelsäure: Darstellung: a) S + O 2 ⇒ SO 2 ∆H° = -297kJ/mol b) SO 2 + ½O 2 ⇔ SO 3 ∆H° = -99kJ/mol c) SO 3 + H 2 O ⇒ H 2 SO 4 ∆H° = -177kJ/mol ad b) ⇒ Überschuß an O 2 (Luft), niedrige Temp., da exotherm Kontaktverfahren: V 2 O 5 -Kat., um RG zu erhöhen ad c) SO 3 + H 2 O: stabile Nebel ⇒ Einleiten in 98% H 2 SO 4 : H 2 SO 4 + SO 3 ⇒ H 2 S 2 O 7 (Di- = Pyroschwefelsäure) Eigenschaften: farblose, ölige Flüssigkeit (H-Brücken), F p = 10°C Azeotrop mit H 2 O: 98.3% H 2 SO 4 starke Säure: 1. Stufe stark, pK S2 = 1.9 Oxidationsmittel: 2M (unedel) + H 2 SO 4 verd. ⇒ M 2 SO 4 + H 2 mit H 2 SO 4 conc.: H 2 SO 4 + 8H ⇒ H 2 S + 4H 2 O Cu, Ag, Hg: lösen sich nur in erhitzter H 2 SO 4 conc. (SO 2 ↑) hohe Affinität zu H 2 O: C x H 2y O y ⇒ xC + yH 2 O (Verkohlung) Verwendung: Düngemittel, Trockenmittel, Pb-Akkus; Sulfonierung (-SO 3 H), Nitrierung (-NO 2 ) organ. Verbindungen

Schwefel-Oxosäuren — Schwefelsäure...© Ferdinand Belaj 5 Schwefelige Säure, Di-schwefelige Säure: H2SO 3 (wie H 2S2O5) in reiner Form nicht existent Darstellung durch Einleiten

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1© Ferdinand Belaj

Schwefel-Oxosäuren — Schwefelsäure:Darstellung: a) S + O2 ⇒ SO2 ∆H° = -297kJ/mol

b) SO2 + ½O2 ⇔ SO3 ∆H° = -99kJ/molc) SO3 + H2O ⇒ H2SO4 ∆H° = -177kJ/mol

ad b) ⇒ Überschuß an O2 (Luft), niedrige Temp., da exotherm Kontaktverfahren: V2O5-Kat., um RG zu erhöhen

ad c) SO3 + H2O: stabile Nebel⇒ Einleiten in 98% H2SO4:H2SO4 + SO3 ⇒ H2S2O7 (Di- = Pyroschwefelsäure)

Eigenschaften: farblose, ölige Flüssigkeit (H-Brücken), Fp = 10°CAzeotrop mit H2O: 98.3% H2SO4starke Säure: 1. Stufe stark, pKS2 = 1.9Oxidationsmittel: 2M (unedel) + H2SO4 verd. ⇒ M2SO4 + H2

mit H2SO4 conc.: H2SO4 + 8H ⇒ H2S + 4H2OCu, Ag, Hg: lösen sich nur in erhitzter H2SO4 conc. (SO2↑)

hohe Affinität zu H2O: CxH2yOy ⇒ xC + yH2O (Verkohlung)

Verwendung: Düngemittel, Trockenmittel, Pb-Akkus;Sulfonierung (-SO3H), Nitrierung (-NO2) organ. Verbindungen
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Schwefelsäure-Derivate:Chlorsulfonsäure HSO3Cl:

farblose, stechend riechende Flüssigkeit (Kp = 152°C)

Darstellung: HCl + SO3 ⇒ HSO3ClH2SO4 + PCl5 ⇒ HSO3Cl + POCl3 + HCl

Verwendung: sehr starkes und wichtiges Sulfonierungsmittel

Fluorsulfonsäure HSO3F:farblose, stechend riechende Flüssigkeit (Kp = 163°C),eine der stärksten Säuren; + SbF5: Supersäure (+CH4 ⇒ CH5+)

Darstellung: HF + SO3 ⇒ HSO3F

Verwendung: Fluoridierungsmittel, Sulfonierungsmittel

Dischwefelsäure H2S2O7 (=Pyroschwefelsäure):H2SO4 + SO3 ⇒ H2S2O7 ⇒ H2S3O10⇒ H2S4O13 ⇒ H2S5O16reine Verbindungen und Salze bekannt, z.B. K2S5O16
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Schwefelige Säure, Di-schwefelige Säure:H2SO3 (wie H2S2O5) in reiner Form nicht existentDarstellung durch Einleiten von SO2 in H2O:

SO2 + H2O ⇒ SO2·H2O ⇔ H2SO3 K « 10-9schwache Säure (pKS1 = 1.81, pKS2 = 6.99)

Salze: Sulfite, Hydrogensulfite:2KOH + SO2 ⇒ K2SO3 + H2ONa2CO3 + SO2 ⇒ Na2SO3 + CO2Erhitzen der Sulfite: 4Na2SO3 ⇒ Na2S + 3Na2SO4Erhitzen der Hydrogensulfite: 2CsHSO3 ⇒ H2O + Cs2S2O5

Darstellung der Disulfite: Na2SO3 + SO2 ⇒ Na2S2O5wichtige Reduktionsmittel:

X2 ·H2O⇒ HX, Au(III) ⇒ Au, Cr(VI) ⇒ Cr(III), IO3-⇒ I-

Bildung von Dithionaten S2O6-2 durch Ox. mit MnO2, Fe(III)
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Thioschwefelsäure:Thiosulfat S2O3

-2 wie SO4-2 gebaut (tetraedrisch)

bei -80°C: ohne LM bilden SO3 + H2S nur Addukt SO3·H2S

in Ether: SO3 + H2S ⇔ H2S2O3[als H2S2O3·2(C2H5)O bis -20°C stabil]

Thiosulfatlösungen sind im sauren Medium nicht stabil:8S2O3

-2 ⇔ 8SO3-2 + S8Darstellung:

Sulfonierung von Sulfiten: 8SO3-2 + S8 ⇒ 8S2O3

-2

Oxidation von Disulfiden: 2S2-2 + 3O2 ⇒ 2S2O3

-2

Verwendung:Na2S2O3·5H2O: „Fixiersalz“ löst AgX aus Filmen:

AgX + S2O3-2 ⇒ [Ag(S2O3)]

- + X-

Entfernung von Chlor nach Chlorbleiche; Analytik:Iodometrie: 2S2O3

-2 + I2 ⇒ 2I- + S4O6

-2 (Tetrathionat)
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