30 Tage kostenlos testen

Überzeugen Sie sich von der Qualität unserer Inhalte.

Schwefelsäure

Bewertung

Ø 5.0 / 3 Bewertungen

Die Autor/-innen
Avatar
André Otto
Schwefelsäure
lernst du in der Sekundarstufe 3. Klasse

Beschreibung Schwefelsäure

Schwefelsäure - Definition

Was ist Schwefelsäure?
Schwefelsäure ist eine starke anorganische Säure, die seit dem Mittelalter bekannt ist und eine wichtige Grundchemikalie darstellt. Die physikalischen Eigenschaften der Schwefelsäure sind die folgenden:
Schwefelsäure ist eine farblose, ölige Flüssigkeit, mit einer Dichte von 1,84 $\frac{g}{cm^{3}}$ und einer Siedetemperatur oberhalb von 300 °C.

Schwefelsäure - Chemie

Summenformel - Schwefelsäure
Die wichtigste Schreibweise der Schwefelsäure ist die Summenformel - $H_2SO_4$. Das Molekül besitzt zwei Atome Wasserstoff, ein Atom Schwefel und vier Atome Sauerstoff.

Lewis-Formel - Schwefelsäure
Die Lewis-Formel der Schwefelsäure sieht wie folgt aus:
Valenzstrichformel der Schwefelsäure Jeder der einzelnen Striche zwischen zwei Atomen, zum Beispiel zwischen O und S, symbolisiert ein Elektronenpaar. Die Striche, die sich an den Sauerstoffatomen befinden, deuten auf sogenannte einsame, nicht bindende Elektronenpaare hin. Das Schwefelsäuremolekül ist nicht planar. Das bedeutet, alle an der Bildung des Moleküls beteiligten Atome liegen nicht in einer Ebene. Daher wird unter Umständen die sogenannte räumliche Schreibweise benutzt, durch die man veranschaulichen möchte, wie das Schwefelsäuremolekül im Raum aussieht.

Schwefelsäure - Formel
In der räumlichen Darstellung der Formelschreibweise werden die beiden Sauerstoffatome, die mit dem Schwefelatom Doppelbindungen ausbilden, zusammen mit dem Schwefelatom in eine Ebene gelegt. Die beiden übrigen Sauerstoffatome der Hydroxylgruppe zeigen einmal aus der Ebene nach vorne und einmal dahinter. An den Sauerstoffatomen befinden sich, mit Einfachbindungen versehen, Wasserstoffatome (H).
Keilstrichformel der Schwefelsäure

Chemische Eigenschaften und Reaktionsgleichungen - Beispiele

$H_2SO_4$ - Chemie
Konzentrierte Schwefelsäure ist stark hygroskopisch. Dies bedeutet, dass sie begierig das in der Luft enthaltene Wasser anzieht und somit als Trockenmittel verwendet werden kann. Schwefelsäure dissoziiert in wässriger Lösung. Ein Molekül Schwefelsäure dissoziiert in wässriger Lösung in zwei Wasserstoffionen und in ein Säurerest-Ion, das Sulfat-Ion.
$H_2SO_4 + H_2O \rightleftharpoons 2~H^{+} + SO_4^{2-}$
Schwefelsäure reagiert wie alle starken Säuren in verdünnter Form mit unedlen Metallen. Schwefelsäure reagiert mit Zink zu Zinksulfat und Wasserstoff wird frei.
$H_2SO_4 + Zn \longrightarrow ZnSO_4 + H_2$
Eine weitere wichtige Reaktion der Schwefelsäure ist die Neutralisation. Schwefelsäure reagiert mit Natriumhydroxid zu Natriumsulfat und Wasser.
$H_2SO_4 + 2~NaOH \longrightarrow Na_2SO_4 + 2~H_2O$
Schwefelsäure besitzt eine chemische Besonderheit, die sie von anderen starken Säuren wie zum Beispiel der Salzsäure unterscheidet. Schwefelsäure ist ein starkes Oxidationsmittel.
Dadurch zersetzt sie organische Stoffe. Schwefelsäure zerstört beispielsweise Stroh, Leinen oder Baumwolle. Als starkes Oxidationsmittel ist Schwefelsäure zudem befähigt, wenn sie konzentriert vorliegt, mit elementarem Kupfer zu reagieren:
$Cu + 2~H_2SO_4 \longrightarrow CuSO_4 + 2~H_2O + SO_2$
$CuSO_4$ ist Kupfersulfat - ein Salz. $SO_2$ ist Schwefeldioxid - ein Oxid der Schwefelsäure.

Schwefelsäure - Gefahrensymbole

Beim Arbeiten mit Schwefelsäure, ganz gleich ob verdünnt oder konzentriert, sind unbedingt Schutzbrille und Schutzhandschuhe zu tragen. Nach der internationalen GHS-Kennzeichnung gilt Schwefelsäure als gefährlich und wird mit dem Piktogram ätzend gekennzeichnet.

Herstellung - Schwefelsäure

Im industriellen Maßstab kann man Schwefelsäure vereinfacht in drei Schritten herstellen.
Der 1. Schritt ist die Verbrennung von Schwefel. Elementarer Schwefel wird mit Luftsauerstoff verbrannt und es entsteht Schwefeldioxid:
$S + O_2 \longrightarrow SO_2$
Im 2. Schritt wird Schwefeldioxid weiter verbrannt. Die Reaktion läuft nur in Anwesenheit eines Katalysators ab. Schwefeldioxid reagiert mit Sauerstoff zu Schwefeltrioxid:
$2~SO_2 + O_2 \longrightarrow 2~SO_3$
Im 3. Schritt reagiert Schwefeltrioxid mit Wasser zu Schwefelsäure. Die Reaktion lautet vereinfacht:
$SO_3 + H_2O \longrightarrow H_2SO_4$

Schwefelsäure - Vorkommen

Freie, nicht dissoziierte Schwefelsäure kommt in der Natur nur sehr selten vor. In geringer Menge kommt freie Schwefelsäure in ein paar vulkanischen Quellen, den Solfataren, vor. Des Weiteren findet man Schwefelsäure in der oberen Atmosphäre der Venus. Auf der Erde sind die Salze der Schwefelsäure, insbesondere die Sulfate, weit verbreitet, so etwa Baryt ($Ba[SO_4]$) und Gips ($Ca[SO_4] · 2~H_2O$).
Saurer Regen entsteht aus Schwefeldioxid, welches bei Vulkanausbrüchen oder bei der Verbrennung schwefelhaltiger Substanzen entsteht. In der Atmosphäre wird Schwefeldioxid zu Schwefeltrioxid oxidiert und bei einer Reaktion mit Wasser kann dann Schwefelsäure entstehen, die mit dem sauren Regen verdünnt auf die Erde gelangt.

Schwefelsäure - Verwendung

Die Weltjahresproduktion von Schwefelsäure liegt bei ca. 150.000.000 Tonnen jährlich. Es gibt viele direkte und indirekte Anwendungen für Schwefelsäure, sei es als Batteriesäure oder als Reagenz für die organische Synthese.

Dieses Video

Dieses Video zeigt euch die wichtigsten Aspekte zu dieser Verbindung wie zum Beispiel ihre physikalischen Eigenschaften wie Farbe, Dichte und Siedetemperatur sowie ihre chemischen Eigenschaften wie der Reaktivität. Im letzten Abschnitt erfahrt ihr, wie Schwefelsäure hergestellt wird.

Schwefelsäure – Allgemeines und Eigenschaften

Name Schwefelsäure
Andere Namen Schwefel(VI)-säure, Dihydrogensulfat
Summenformel H2SO4
Kurzbeschreibung farblose, ölige Flüssigkeit
Molare Masse 98,08 g/mol
Dichte 1,84 g/cm3
Schmelzpunkt 10 °C
Siedepunkt 330 °C
pK5-Wert -3 (H2SO4)
1,99 (HSO4-)
H-Sätze 290, 314
P-Sätze 280, 301+330+331, 303+361+353,
305+351+338, 309+310
Piktogramm Gefahr

Transkript Schwefelsäure

Einen schönen guten Tag! Ich begrüße euch alle ganz herzlich zum Video Schwefelsäure. Dieses Video ist für Einsteiger/Anfänger gedacht, enthält aber auch einige Elemente für Fortgeschrittene. Den Namen Schwefelsäure kennt bestimmt jeder von uns. Welcher Stoff verbirgt sich dahinter? Schwefelsäure ist eine starke anorganische Säure. Sie ist eine wichtige Grundchemikalie. Schwefelsäure ist bereits seit dem Mittelalter bekannt. Es gibt viele direkte und indirekte Anwendungen für Schwefelsäure, sei es als Batteriesäure oder sei es als Reagenz für die organische Synthese. Schwefelsäure wird mit einer hohen Weltjahresproduktion erzeugt. Sie beläuft sich in der Größenordnung von 150000000 Tonnen jährlich. Kommen wir kurz zu den wichtigsten physikalischen Eigenschaften der Schwefelsäure: Schwefelsäure ist eine farblose, ölige Flüssigkeit. Schwefelsäure hat eine Dichte von 1,84 g/cm³. Ihre Siedetemperatur liegt oberhalb von 300° Celsius. Kommen wir nun zur Formelschreibweise. Die wichtigste Schreibweise für Schwefelsäure ist die Summenformel - H2SO4. Das Molekül besitzt 2 Atome Wasserstoff, 1 Atom Schwefel und 4 Atome Sauerstoff. Für die Fortgeschrittenen von euch möchte ich die Lewis-Schreibweise links formulieren. Ich möchte euch darauf hinweisen, dass es eine Reihe von Videos zur Lewis-Schreibweise und dem Verständnis derselben gibt. Jeder der einzelnen Striche zwischen 2 Atomen, zum Beispiel zwischen O und S, bedeutet 1 Elektronenpaar. Die Bindungsstriche, die sich an den Sauerstoffatomen befinden, deuten auf sogenannte einsame, nicht bindende Elektronenpaare hin. Das Schwefelsäuremolekül ist nicht planar. Das bedeutet, alle an der Bildung des Moleküls beteiligten Atome liegen nicht in einer Ebene. Daher wird unter Umständen die sogenannte räumliche Schreibeweise benutzt, durch die man veranschaulichen möchte, wie das Schwefelsäuremolekül im Raum aussieht. Die beiden Sauerstoffatome, die mit dem Schwefelatom Doppelbindungen ausbilden, werden zusammen mit dem Schwefelatom in eine Ebene gelegt. Das ist gleichzeitig die Tafelebene. Die beiden übrigen Sauerstoffatome kommen aus der Tafelebene nach vorne, das bedeutet das ausgezeichnete Dreieck und zeigen von der Ebene hinter die Tafel. Das ist das Dreieck, das leer ist. An den Sauerstoffatomen befinden sich, mit Einfachbindungen versehen, Wasserstoffatome - H, unter einem bestimmten Winkel. Ich habe hier nicht berücksichtigt, ob diese bei der sogenannten stabilsten Konformation nach oben oder nach unten zeigen. Mir soll es nur auf das Prinzip ankommen. Für die meisten Belange in der Schule reicht die Summenschreibweise, H2SO4, für die Formel des Schwefelsäuremoleküls vollkommen aus. Kommen wir nun zu den chemischen Eigenschaften der Schwefelsäure. Bemerkenswert ist, dass konzentrierte Schwefelsäure stark hygroskopisch ist. Das bedeutet, sie zieht begierig das in der Luft enthaltene Wasser an und kann somit als Trockenmittel verwendet werden. Schwefelsäure dissoziiert in wässriger Lösung. 1 Molekül Schwefelsäure dissoziiert in wässriger Lösung in 2 Wasserstoffionen und in 1 Säurerest-Ion. 2H+ sind die Wasserstoff-Ionen und SO42- ist das Sulfat-Ion. Schwefelsäure reagiert wie alle starken Säuren in verdünnter Form mit unedlen Metallen. Schwefelsäure reagiert mit Zink zu Zinksulfat und Wasserstoff wird frei. H2SO4 + Zn -> ZnSO4 + H2. Eine wichtige Reaktion der Schwefelsäure ist die Neutralisation. Schwefelsäure reagiert mit Natriumhydroxid zu Natriumsulfat und Wasser. Säure reagiert mit Base zu Salz und Wasser. Schwefelsäure besitzt eine chemische Besonderheit, die sie von anderen starken Säuren wie zum Beispiel Salzsäure unterscheidet. Schwefelsäure ist ein starkes Oxidationsmittel. Schwefelsäure gibt sehr gerne Sauerstoffatome in freier Form ab. Dadurch zersetzt sie organische Stoffe. Schwefelsäure zerstört Stroh, Leinen oder Baumwolle. Als starkes Oxidationsmittel ist Schwefelsäure befähigt, wenn sie konzentriert ist, mit elementarem Kupfer, metallischem Kupfer, zu reagieren - Cu + 2H2SO4 -> CuSO4 +2H2O + SO2. CuSO4 ist Kupfersulfat - ein Salz. SO2 ist Schwefeldioxid - ein Oxid der Schwefelsäure. Es ist zu beachten, dass eine analoge Reaktion mit konzentrierter Salzsäure, HCI, nicht stattfindet. Der Grund dafür ist einfach. Salzsäure, HCl, ist kein Oxidationsmittel. Zum Schluss wollen wir uns der Herstellung von Schwefelsäure widmen. Obwohl Schwefelsäure bereits im Mittelalter von den Alchimisten gewonnen werden konnte, wird es heute im Labor nicht mehr hergestellt. Dafür ist der Aufwand einfach zu groß. Im industriellen Maßstab kann man Schwefelsäure vereinfacht in 3 Schritten herstellen. Der 1. Schritt ist die Verbrennung von Schwefel. Elementarer Schwefel wird mit Luftsauerstoff verbrannt. S + O2 -> SO2. SO2 ist ein Oxid des Schwefels, das Schwefeldioxid. In der 2. Stufe wird Schwefeldioxid weiterverbrannt. Das ist kompliziert und nicht so einfach zu bewerkstelligen. Die Reaktion läuft nur in Anwesenheit eines Katalysators ab. Schwefeldioxid reagiert mit Sauerstoff zu Schwefeltrioxid. 2SO2 + O2 -> 2SO3. SO3 ist Schwefeltrioxid. In der 3. Stufe reagiert Schwefeltrioxid mit Wasser. Die Reaktion vereinfacht lautet: SO3 + H2O -> H2SO4. Schwefeltrioxid plus Wasser bilden Schwefelsäure - H2SO4. Beim Arbeiten mit Schwefelsäure, ganz gleich ob verdünnt oder konzentriert, ist unbedingt eine Schutzbrille zu tragen. Ich danke für eure Aufmerksamkeit! Alles Gute - auf Wiedersehen!

14 Kommentare

14 Kommentare
  1. cool
    video läd nicht schade aber wäre cool geworden beschdimt
    Danke!

    Von M Schubert, vor fast 7 Jahren
  2. Liebe Merabell,
    das betrifft nicht nur dich: Es wäre sehr hilfreich, wenn ihr Klassenstufe und Bundesland angeben würdet, wenn ihr den Ort nicht nennen wollt. Dann kann ich euch besser helfen.
    Folgendes: Ich gehe einmal davon aus, dass du mir hier die Aussage der Lehrerin korrekt wiedergibst. Nach meinen Erfahrungen ist das nämlich häufig nicht der Fall.
    Bei der Beantwortung der Frage hat man zwei Ebenen zu betrachten.
    1. Inwieweit ist das von dir (der Lehrerin) vorgetragene korrekt?
    und:
    2. In welchem Zusammenhang steht das von dir Vorgetragene mit der Aussage im Video?

    1. Die Lehrerin hat nichts Falsches gesagt. Ein Molekül Schwefelsäure gibt IN WÄSSRIGER LÖSUNG tatsächlich ein Hydronium-Ion (Oxonium-Ion) H3O+ und ein Hydrogensulfat-Ion HSO4-.
    Formelgleichung:
    H2O + H2SO4 ---> H3O+ + HSO4-
    Das ist die ERSTE DISSOZIATIONSSTUFE. In der ZWEITEN DISSOZIATIONSSTUFE passiert das:
    HSO4- + H2O ---> H3O+ + SO42-
    Man sieht sehr gut, dass es hier ZWEI Dissoziationsstufen gibt. Und außerdem: Ohne Wasserteilchen funktioniert das Ganze nicht.
    Besser, die Lehrerin hätte nicht „gesagt“, sondern die beiden Formelgleichungen ruhig aufgeschrieben, oder noch besser, ihr hättet sie mit ihrer Hilfe in der Klasse/im Kurs zusammen entwickelt.

    2. Soweit ich mich erinnere, habe ich im Video
    H2SO4 ---> 2H+ + SO42- geschrieben.
    Man schreibt häufig über den Reaktionspfeil H2O, weil die Reaktion nur im Wasser abläuft. Anstelle zweier Hydronium-Ionen (Oxonium-Ionen) werden hier einfach zwei Wasserstoff-Ionen geschrieben.
    Meine Darstellung ist somit eine Vereinfachung dessen, was ihr in der Schule gehört habt. Die tatsächlichen Prozesse sind hingegen viel komplizierter. Darauf möchte ich an dieser Stelle nicht eingehen.
    Ganz wichtig: Die Gleichungen heißen DISSOZIATIONSGLEICHUNGEN. Sie laufen nur in Gegenwart von Wasser ab. Die Produkte sind geladene Teilchen, IONEN. Anstelle des Reaktionspfeils muss man einen Doppelpfeil (Pfeil hin und Pfeil zurück!) wie beim chemischen Gleichgewicht schreiben. Es handelt sich auch um eine Gleichgewichtsreaktion. Leider kann ich diesen Doppelpfeil mit dem vorhandenen Editor nicht schreiben.
    Vielen Dank für die interessante Frage!

    Alles Gute

    Von André Otto, vor etwa 8 Jahren
  3. Als wir das im Unterricht hatten, meinte unsere Lehrerin, dass H2SO4 in H3O+ , HSO4- und in SO4- dissoziiert.
    Also ist jetzt beides richtig? Oder wie?

    Von Merabell A., vor etwa 8 Jahren
  4. Holy Shit!
    Das Video ist EXZELLENT!
    Es hat mir zur Vorbereitung zu einem Chemiereferat sehr geholfen.

    Von Santhosh, vor mehr als 8 Jahren
  5. Also jetzt sind wir gerade dabei, die Frage zu verderben.Von allen vorgegebenen Antworten passt tatsächlich nur eine. Vielleicht ist die Zahl der Antworten verwirrend. Ich kenne sehr wohl den Unterschied zwischen "Fragen formulieren" und "Fragen beantworten". Damals waren wir als Produzenten von der Produktion dazu angehalten, recht viele Testfragen zu stellen. Schließlich hat es auch was, nicht sofort die richtige Antwort zu finden.
    Alles Gute

    Von André Otto, vor mehr als 8 Jahren
Mehr Kommentare

Schwefelsäure Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Schwefelsäure kannst du es wiederholen und üben.
  • Charakterisiere die Schwefelsäure.

    Tipps

    Schwefelsäure darf nie ohne Schutzhandschuhe verwendet werden, da sie schwere Verätzungen verursachen kann.

    Lösung

    Die Schwefelsäure gehört zu den bekanntesten Säuren. Sie begegnet dir meist nur im Labor, weil sie eine sehr starke Säure ist und schlimme Verätzungen verursachen kann, wenn man sich nicht ausreichend schützt. Sie gehört zu den Grundchemikalien und wird in verschiedenen Bereichen verwendet. Sie dient zum Beispiel als Batteriesäure für Autobatterien oder als Reagenz in der organischen Chemie.

  • Bestimme die physikalischen und chemischen Eigenschaften.

    Tipps

    Die chemischen Eigenschaften sind die Eigenschaften, die mit dem Reaktionsverhalten der Schwefelsäure zu tun haben.

    Lösung

    Zu den physikalischen Eigenschaften der Schwefelsäure gehört, dass sie farblos ist und erst über 300°C siedet. Physikalische Eigenschaften lassen sich oft über die Sinne wahrnehmen oder durch Messungen ermitteln.

    Die chemischen Eigenschaften beschreiben das Reaktionsverhalten des Stoffes. Die Schwefelsäure ist zum Beispiel stark hygroskopisch, sie zieht also das Wasser aus ihrer Umgebungsluft. Außerdem dissoziiert sie in wässrigen Lösungen und ist ein starkes Oxidationsmittel. Sie kann deshalb auch mit edlen Metallen reagieren.

  • Erkläre folgendes Experiment.

    Tipps

    Magnesium ist ein unedles Metall. Genau wie Zink reagiert es mit der Schwefelsäure.

    Lösung

    Schwefelsäure reagiert in verdünnter Form mit unedlen Metallen. Dabei entstehen das entsprechende Sulfat des Metalls, also ein Salz, und Wasserstoff. Den Reaktionsverlauf kannst du gut beobachten: Zum einen zeigen dir die aufsteigenden Bläschen während der Reaktion die Entstehung von Wasserstoff an. Zum anderen löst sich das Magnesium auf. Es entsteht also ein lösliches Salz.

  • Formuliere die Reaktionsgleichungen zu folgenden Neutralisationsreaktionen.

    Tipps

    Bei einer Neutralisation reagieren Säure und Base zu Salz und Wasser.

    Achte auf die Anzahl der entstehenden Wassermoleküle. Aus einem Proton der Säure und einem Hydroxid-Ion der Base wird ein Wassermolekül.

    Lösung

    Die Schwefelsäure reagiert, wie alle Säuren, mit Basen. Dabei entstehen ein Salz und Wasser. Diese Reaktionen nennt man auch Neutralisation. Die Salze der Schwefelsäure sind immer Sulfate, sie enthalten also immer das Anion $SO_4^{2-}$. Die Schwefelsäure ist eine zweiprotonige Säure. Die zwei Protonen reagieren bei einer Neutralisation also mit zwei Hydroxid-Ionen $OH^-$ zu zwei Molekülen Wasser.

  • Formuliere die korrekte Summenformel für Schwefelsäure.

    Tipps

    Schwefelsäure entsteht aus Wasser und Schwefeltrioxid.

    Lösung

    Die Schwefelsäure enthält, wie es der Name schon sagt, Schwefel. Am Schwefelatom sind vier Sauerstoffatome gebunden. An zwei dieser Sauerstoffatome sind noch zwei Wasserstoffatome gebunden.

    Vielleicht hilft es dir, wenn du dir merkst, dass Schwefelsäure aus Schwefeltrioxid und Wasser entsteht. Die Atome der beiden Ausgangsstoffe können so einfach addiert werden.

  • Benenne folgende Sulfate.

    Tipps

    Farbige Sulfate enthalten Übergangsmetall-Ionen.

    Lösung

    Viele Salze der Schwefelsäure sind auch in Industrie und Alltag von großer Bedeutung. Das Calciumsulfat kennst du vielleicht auch unter dem Namen „Gips“. Gips findet häufig Anwendung, z.B. in der Medizin bei Knochenbrüchen.

    Auch Natriumsulfat ist in der Medizin von Bedeutung. Unter der Bezeichnung „Glaubersalz“ wird es als Abführmittel verwendet.

    Diese beiden Salze sind farblos. Die Sulfate der Übergangsmetalle zeigen aber häufig eine ganz charakteristische Farbe. Kupfersulfat ist türkis und unter anderem Bestandteil der Patina auf Kupferdächern. Eisensulfat ist blassgrün. Mangansulfat dagegen ist blassrosa und Cobaltsulfat rot-violett.

30 Tage kostenlos testen
Mit Spass Noten verbessern
und vollen Zugriff erhalten auf

10'223

Lernvideos

42'488

Übungen

37'517

Arbeitsblätter

24h

Hilfe von Lehrer/
-innen

running yeti

In allen Fächern und Klassenstufen.

Von Expert/-innen erstellt und angepasst an den Schulstoff.

30 Tage kostenlos testen

Testphase jederzeit online beenden