المحتوى الرئيسي

الأكسجين والأوزون

الأكسجين $O_2$: غاز عديم اللون والرائحة، شحيح الذوبان في الماء (يُجمع بإزاحة الماء). يُحضَّر معمليًا من تحلل فوق أكسيد الهيدروجين باستخدام أكسيد المنجنيز (IV) كعامل حفاز:

الأوزون $O_3$: صورة تآصلية للأكسجين (نفس العنصر، عدد ذرات وترتيب مختلفان)؛ غاز سام أزرق باهت، رائحته نفاذة مميزة، عامل مؤكسد أقوى من الأكسجين، يُستخدم بتراكيز مضبوطة في تطهير مياه الشرب وتبييض بعض الأقمشة. يتكوّن بتعريض الأكسجين لتفريغ كهربائي صامت: $3O_2 \rightleftharpoons 2O_3$.

كبريتيد الهيدروجين

يُحضَّر بإضافة حمض مخفف (كبريتيك أو هيدروكلوريك) إلى كبريتيد الحديد (II):

يعمل $H_2S$ كعامل مختزل قوي.

صناعة حمض الكبريتيك (طريقة التلامس)

1. حرق الكبريت في الأكسجين: $S + O_2 \rightarrow SO_2$
2. أكسدة $SO_2$ إلى $SO_3$ بوجود أكسيد الفاناديوم (V) كعامل حفاز: $2SO_2 + O_2 \xrightarrow{V_2O_5} 2SO_3$
3. إذابة $SO_3$ في حمض كبريتيك مركز (يذوب في الماء الموجود به): $SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$

خواص حمض الكبريتيك المركز والمخفف

حمض الكبريتيك المركز:

• غير متطاير: يحل محل حمض متطاير من ملحه: $NaCl + H_2SO_4 \rightarrow NaHSO_4 + HCl\uparrow$
• مادة شديدة الاسترطاب (ماصة للرطوبة): تمتص بخار الماء، فتُستخدم لتجفيف بعض الغازات.
• عامل نازع للماء: ينزع عنصري الهيدروجين والأكسجين من بعض المركبات العضوية بنسبة وجودهما في الماء.
• عامل مؤكسد قوي ساخنًا: يتفاعل مع فلزات مثل النحاس: $Cu + 2H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + SO_2\uparrow + 2H_2O$

حمض الكبريتيك المخفف: حمض قوي عادي، يتفاعل مع الفلزات السابقة للهيدروجين في متسلسلة النشاط مطلقًا غاز الهيدروجين: $Zn + H_2SO_4(dil.) \rightarrow ZnSO_4 + H_2\uparrow$

أسئلة للمراجعة

• ما الخاصية الكيميائية لحمض الكبريتيك المركز التي تفسر تحوّل الورق إلى اللون الأسود عند وضع قطرات منه عليه؟
• اكتب المعادلات الثلاث لصناعة حمض الكبريتيك بطريقة التلامس بدءًا من الكبريت.
• عند تحول 1.0 kg من الكبريت تمامًا إلى حمض كبريتيك تركيزه 98%، احسب كتلة الحمض الناتج ($S=32$, $H_2SO_4=98$ g/mol).