Die Schwefelsäure ist eine starke Säure. In diesem Beitrag lernst du alles über ihre Herstellung, Verwendung und Eigenschaften. Hier geht’s direkt zum Video !
Schwefelsäure (auch: Dihydrogensulfat; engl. sulfuric acid) ist eine Säure des Elements Schwefel. Das erkennst du daran, dass die Säuregruppe (-OOH) nicht mit einem Kohlenstoffatom (C) verbunden ist, sondern mit einem Schwefelatom (S). Die Summenformel der Schwefelsäure ist H2SO4.
Sie ist eine farblose, zähe Flüssigkeit und zählt zu den stärksten Säuren. Du kannst Schwefelsäure unter anderem als Katalysator in chemischen Reaktionen verwenden.
Bereits im 13. Jahrhundert wurde Schwefelsäure hergestellt. Damals wurde das sogenannte Vitriolverfahren angewandt. Darunter verstehst du das zum Glühen Bringen von Eisen- oder Kupfersulfat (FeSO4 / CuSO4). Auf die Weise konnten die Alchimisten rauchende Schwefelsäure gewinnen. Wenn Schwefel mit Kaliumnitrat (KNO3) verbrannt wurde, ist verdünnte Schwefelsäure entstanden.
Im 18. Jahrhundert wurde dann das Bleikammerverfahren zur Herstellung von Schwefelsäure entdeckt. Mit dem Verfahren konnte man die Säure in einem großtechnischen Maßstab gewinnen. Hier vermengte man Schwefel mit einem Salz der Salpetersäure. Das Reaktionsprodukt wurde dann mit Wasser berieselt, wodurch es zu konzentrierter (konz.) Schwefelsäure reagierte.
Heutzutage wird die Säure hauptsächlich durch das Kontaktverfahren hergestellt. Die Methode läuft in drei Schritten ab. Vorher reagiert aber elementarer Schwefel noch mit Sauerstoff zu Schwefeldioxid (SO2):
Schritt 1:
Aus Schwefeldioxid und Sauerstoff entsteht zuerst Schwefeltrioxid (SO3):
Schritt 2:
Schwefeltrioxid ist schlecht in Wasser löslich. Um Schwefelsäure zu erhalten, benötigst du aber Wasser. Deshalb musst du das SO3 zuerst in konz. Schwefelsäure lösen, wodurch du Dischwefelsäure (H2S2O7) bekommst:
Schritt 3:
Lässt du die Dischwefelsäure mit Wasser reagieren, erhältst du letztendlich Schwefelsäure:
Einige wichtige Eigenschaften der Säure haben wir dir in einem Steckbrief zusammengefasst:
Schwefelsäure Steckbrief | |
Aussehen | farblose Flüssigkeit |
Molare Masse | 98,079 g/mol |
Dichte | konzentriert: 1,84 ![]() ![]() |
Löslichkeit | sehr gut in Wasser löslich |
pKs-Wert | -3 (daher: starke Säure) |
pH-Wert | 2,75 |
Siedepunkt | +337°C |
Schmelzpunkt | +10,31°C |
Besonderheiten | starkes Oxidationsmittel, sehr zähflüssig, kann schwere Verätzungen bei Haut und Augen verursachen |
Im Folgenden wollen wir uns noch einige Reaktionsgleichungen der Schwefelsäure genauer ansehen:
Reaktionen der Schwefelsäure
Die Säure kann sich vollständig mit Wasser vermischen. Dabei spalten sich nacheinander beide Protonen der Säure ab (Dissoziation). Auf die Weise entstehen Sulfat-Ionen (SO42-):
Durch die entstehenden Ionen ist Schwefelsäure auch in der Lage, elektrischen Strom zu leiten.
Wenn du die Reaktion von H2SO4 und H2O selbst durchführst, solltest du etwas beachten:
Möchtest du Schwefelsäure und Wasser vermischen, musst du unbedingt die Säure in das Wasser gießen. Andersherum würde sich die Lösung so stark erhitzen, dass die Säure aus dem Gefäß herausspritzen würde.
Merke: „Niemals Wasser auf die Säure, sonst geschieht das Ungeheure!“
Eine andere Reaktion, die ebenfalls ziemlich gefährlich aussieht, ist die von Schwefelsäure und Zucker. Gibst du die Säure auf Traubenzucker (Glucose C6H12O6) bildet sich ein schwarzer Schaum. Das ist dann der reine Kohlenstoff (C) des Traubenzuckers. Der Schaum kommt dadurch zustande, dass die Säure dem Zucker Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2) komplett entzieht.
Da es sich bei H2SO4 um eine Säure handelt, kann sie Basen wie Natriumhydroxid (NaOH) z.B. bei einer Titration neutralisieren :
Bei der Reaktion entsteht Wasser und Natriumsulfat (Na2SO4).
Schwefelsäure kann neben Haut und Augen auch deinen Magen verätzen. Dann ist es ganz wichtig, dass kein Erbrechen ausgelöst wird. Stattdessen solltest du viel Wasser trinken. Alternativ kannst du auch eine Mischung aus Wasser und Magnesiumoxid (MgO) zu dir nehmen. Sie neutralisiert dann die Säure:
Dabei entsteht ein Salz der Schwefelsäure, nämlich Magnesiumsulfat (MgSO4).
Die Säure bildet bei der Reaktion mit Metallen Salze. Die Salze der Schwefelsäure nennst du Sulfate. Das liegt daran, dass die Salze die Sulfatgruppe SO42- enthalten.
Ein Beispiel dafür ist die Reaktion von Schwefelsäure und Kupfer:
Dabei solltest du dir merken, dass nur konzentrierte Schwefelsäure mit dem Metall reagiert.
Schwefelsäure kannst du aber auch mit Wasser verdünnen. Die verdünnte Säure (H2SO4(aq)) reagiert beispielsweise mit Zink zu Zinksulfat (ZnSO4):
Dabei entsteht als Nebenprodukt meistens Wasserstoff (H2).
Die Säure ist eine der am häufigsten produzierten Chemikalien. Das liegt daran, dass du sie in vielen Bereichen verwenden kannst. Wir haben dir hier ein paar Beispiele aufgelistet:
Schau dir jetzt unser Video zur Salpetersäure an und finde heraus, wozu du sie noch verwenden kannst!
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