Опишите физические свойства и окислительные способности концентрированной серной кислоты. Дайте им научное обоснование. Составьте уравнения реакций концентрированной серной кислоты с магнием и ртутью и схемы их электронного баланса. Почему в этих реакциях образуются разные продукты?

Физические свойства концентрированной серной кислоты:

• Бесцветная, вязкая жидкость.
• Без запаха.
• Очень гигроскопична (поглощает влагу из воздуха).
• При растворении в воде выделяет большое количество тепла (экзотермический процесс).

Окислительные свойства концентрированной серной кислоты:

• Является сильным окислителем, особенно при нагревании.
• Окисляет многие металлы (стоящие как до, так и после водорода в электрохимическом ряду напряжений).
• Окисляет неметаллы, такие как углерод и серу.
• Окисляет многие органические вещества, часто обугливая их.

Научное обоснование окислительных свойств:

Окислительные свойства концентрированной серной кислоты обусловлены наличием серы в высшей степени окисления (+6). Сера стремится понизить свою степень окисления, принимая электроны от других веществ, тем самым окисляя их.

Уравнения реакций концентрированной серной кислоты с магнием:

При комнатной температуре:

$$Mg + 2H_2SO_4(конц.) \rightarrow MgSO_4 + SO_2 + 2H_2O$$

При нагревании реакция идет активнее.

Уравнения реакций концентрированной серной кислоты с ртутью:

$$Hg + 2H_2SO_4(конц.) \xrightarrow{t^o} HgSO_4 + SO_2 + 2H_2O$$

Схемы электронного баланса:

Для реакции с магнием:

$$Mg^0 - 2e^- \rightarrow Mg^{+2} quad | 1$$

$$S^{+6} + 2e^- \rightarrow S^{+4} quad | 1$$

Для реакции с ртутью:

$$Hg^0 - 2e^- \rightarrow Hg^{+2} quad | 1$$

$$S^{+6} + 2e^- \rightarrow S^{+4} quad | 1$$

Почему в этих реакциях образуются разные продукты?

В обеих реакциях образуется диоксид серы (SO₂) в качестве продукта восстановления серной кислоты. Различие заключается в продукте взаимодействия металла с кислотой. В реакциях с концентрированной серной кислотой и магнием, а также с ртутью, образуются соответствующие сульфаты металлов: MgSO₄ и HgSO₄.