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Schwefelsäure

Schwefelsäure ist eine starke anorganische Säure, die in vielen chemischen Prozessen eine entscheidende Rolle spielt. Sie wird häufig in der Industrie zur Herstellung von Düngemitteln, Batterien, Kunststoffen und vielen anderen Produkten verwendet. Lerne mehr, wie sie als Bestandteil der Umweltchemie funktioniert, und wo du die in der Natur finden könntest!

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Die Autor*innen
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André Otto
Schwefelsäure
lernst du in der Oberstufe 5. Klasse

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 $\ce{SO4^{2-}}$. Die Schwefelsäure ist eine zweiprotonige Säure. Die zwei Protonen reagieren bei einer Neutralisation also mit zwei Hydroxid-Ionen $\ce{OH^-}$ 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.