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Konzentrierte Schwefelsäure – sicheres Verdünnen, wasserentziehende und oxidierende Wirkung

ChemieAnorganische ChemieAlter 16–17Virtuelles Labor

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Erster Reiter: 98%ige H₂SO₄ auf zwei Arten verdünnen – Säure in Wasser gießen (richtig: Die Temperatur steigt allmählich, wird am Thermometer abgelesen und gegen das zugegebene Säurevolumen aufgetragen) oder Wasser in Säure gießen (falsch: Das Wasser schwimmt auf der Säure, siedet sofort und lässt die Säure spritzen, mit Warnhinweis). Zweiter Reiter: Konzentrierte H₂SO₄ verkohlt Zucker zu einer schwarzen, porösen Kohlenstoffsäule und setzt SO₂ frei; heiße konzentrierte H₂SO₄ oxidiert Kupfer zu CuSO₄ und SO₂, während verdünnte H₂SO₄ nicht mit Kupfer reagiert.

Lektion: Schwefelsäure und Sulfate

Was sie zeigt

Konzentrierte Schwefelsäure setzt beim Mischen mit Wasser viel Wärme frei und ist deutlich dichter als Wasser. Gibt man sie langsam ins Wasser, sinkt die Säure ab, die Wärme verteilt sich auf das ganze Volumen und die Temperatur steigt allmählich. Gießt man dagegen Wasser in die Säure, schwimmt es oben, siedet in der dünnen Kontaktschicht und lässt die Säure herausspritzen. Konzentrierte H₂SO₄ wirkt außerdem wasserentziehend, verkohlt Saccharose und ist wegen des Schwefels in der Oxidationsstufe +6 ein starkes Oxidationsmittel: Heiß oxidiert sie Kupfer unter Bildung von SO₂.

So funktioniert es

Stellen Sie im Reiter Säure verdünnen das Volumen H₂SO₄ 98 % und das Volumen Wasser ein, wählen Sie die Methode und klicken Sie auf Starten (gießen). Vergleichen Sie Temperaturdiagramm und Tabelle der richtigen Methode mit der Warnung bei der falschen. Führen Sie im Reiter Wasserentzug – Oxidation den Zuckerversuch durch und erhitzen Sie dann Kupfer mit konzentrierter und verdünnter H₂SO₄; vergleichen Sie Gas, Lackmuspapier und Farbe der Lösung.

Einstellbare Parameter

  • Verdünnungsmethode Säure in Wasser gießen (richtig), Wasser in Säure gießen (falsch – gefährlich)
  • Volumen H₂SO₄ 98 % 5–20 mL
  • Volumen Wasser 50–200 mL
  • Startversuch Verdünnen der konz. Säure, Konz. H₂SO₄ mit Zucker, Konz. H₂SO₄ mit Kupfer

Fragen zum Erkunden

  1. Warum muss man konzentrierte Säure ins Wasser geben und niemals Wasser in die Säure?
  2. Welche zwei Eigenschaften der konzentrierten H₂SO₄ zeigt der Versuch mit Zucker?
  3. Warum reagiert Kupfer mit heißer konzentrierter H₂SO₄, aber nicht mit verdünnter H₂SO₄?

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