Раствор серной кислоты (( \text{H}_2\text{SO}_4 )) может взаимодействовать с различными веществами, и результаты этих реакций могут варьироваться в зависимости от природы реагента. Рассмотрим каждое из указанных веществ:
Серебро (Ag):
Серебро не взаимодействует с разбавленной серной кислотой, так как это благородный металл, устойчивый к коррозии и кислотам без окислителей. Однако концентрированная серная кислота в горячем состоянии может реагировать с серебром, выступая как окислитель:
[
2\text{Ag} + 2\text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{Ag}_2\text{SO}_4 + 2\text{H}_2\text{O} + \text{SO}_2 \uparrow
]
В этой реакции образуется сульфат серебра, вода и выделяется сернистый газ.
Хлорид бария (( \text{BaCl}_2 )):
Серная кислота реагирует с хлоридом бария, образуя нерастворимый в воде сульфат бария и хлороводород:
[
\text{BaCl}_2 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{BaSO}_4 \downarrow + 2\text{HCl}
]
Образуется белый осадок сульфата бария, который нерастворим в воде.
Гидроксид кальция (( \text{Ca(OH)}_2 )):
Серная кислота нейтрализует гидроксид кальция, образуя сульфат кальция и воду:
[
\text{Ca(OH)}_2 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{CaSO}_4 + 2\text{H}_2\text{O}
]
Образуется сульфат кальция, который может выпадать в осадок в зависимости от концентрации реагентов.
Оксид углерода IV (( \text{CO}_2 )):
Серная кислота не реагирует с оксидом углерода IV напрямую. Однако в присутствии воды, кислота может способствовать образованию угольной кислоты:
[
\text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{H}_2\text{CO}_3
]
Серная кислота может усиливать растворение углекислого газа в воде, но прямой реакции между ( \text{H}_2\text{SO}_4 ) и ( \text{CO}_2 ) нет.
Алюминий (Al):
С разбавленной серной кислотой алюминий вступает в реакцию с выделением водорода и образованием сульфата алюминия:
[
2\text{Al} + 3\text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{Al}_2(\text{SO}_4)_3 + 3\text{H}_2 \uparrow
]
Алюминий растворяется, образуя сульфат алюминия и выделяя газообразный водород.
Нитрат калия (( \text{KNO}_3 )):
Нитрат калия не реагирует с серной кислотой напрямую в обычных условиях. Однако серная кислота может использоваться для получения азотной кислоты из нитрата калия:
[
\text{KNO}_3 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{KHSO}_4 + \text{HNO}_3
]
Это реакция обмена, где получается гидросульфат калия и азотная кислота при нагревании.
Каждая из этих реакций имеет свое применение и значение в химии и промышленности, и понимание их важно для грамотного проведения химических процессов.