Struktur und Geschichte der Schwefelsäure

Die Strukturformel der Schwefelsäure lautet H₂SO₄, nach IUPAC wird sie als Dihydrogensulfat bezeichnet. Es existieren drei mesomere Grenzstrukturen. Historisch wurde Schwefelsäure als Vitriolöl bezeichnet. Das erste Herstellungsverfahren findet sich in Schriften des Alchemisten Albertus Magnus.

Highlight: Die industrielle Gewinnung von Schwefelsäure erfolgt heute durch verschiedene Verfahren wie das Frasch-Verfahren, die Entschwefelung von Erdgas und Rohöl sowie die Verhüttung schwefelhaltiger Erze.

Das moderne Herstellungsverfahren von Schwefelsäure basiert auf dem Kontaktverfahren, das in vier Schritten abläuft:

1. Verbrennung von Schwefel: S + O₂ → SO₂
2. Katalytische Oxidation: SO₂ + V₂O₅ → SO₃ + V₂O₄ (Vanadiumpentoxid als Katalysator)
3. Lösung von Schwefeltrioxid in Schwefelsäure: SO₃ + H₂SO₄ → H₂S₂O₇
4. Hydrolyse von Oleum in Wasser: H₂S₂O₇ + H₂O → 2 H₂SO₄

Vocabulary: Oleum ist eine Lösung von Schwefeltrioxid in konzentrierter Schwefelsäure.

Eigenschaften und Verwendung der Schwefelsäure

Schwefelsäure zeichnet sich durch besondere chemische und physikalische Eigenschaften aus. Chemisch ist sie eine starke Säure mit einem pKs-Wert von -3, was sie zu einer sogenannten "Supersäure" macht. Sie kann organischen Stoffen Hydroxygruppen und Protonen abspalten.

Example: Der Nachweis konzentrierter Schwefelsäure kann mit organischen Stoffen wie Papier erfolgen.

Physikalisch unterscheidet man zwischen konzentrierter Schwefelsäure (96%), Batteriesäure (38%) und verdünnter Schwefelsäure (10%).

Die Verwendung von Schwefelsäure ist vielfältig:

• Herstellung von Düngemitteln und Waschmitteln
• Einsatz als Batteriesäure in Bleiakkumulatoren
• Wichtiges Reagenz in vielen industriellen chemischen Prozessen

Highlight: Schwefelsäure ist eine der meistproduzierten Chemikalien weltweit und von zentraler Bedeutung für die chemische Industrie.