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Die 8. Umfrage war vom 18. April bis 4. Juni aufgeschaltet und drehte sich um die Explosionsgefährlichkeit von Schwefelsäure:

Wie wir in der Auswertung der letzten Umfrage schon gesehen haben, entsteht bei der chemischen Reaktion von Schwefelsäure mit vielen unedlen Metallen Wasserstoffgas (Knallgas). Diese Reaktion u.a. wird auch im Gefahrendiamant von Schwefelsäure durch die Zahl 2 im Feld Reaktionsgefahr abgebildet (Gelbe Fläche).

Unsere Frage war:

Schwefelsäure kann chemisch mit Magnesium reagieren. Bei welcher Schwefelsäure-Konzentration ist dabei die Bildungsgeschwindigkeit von Wasserstoffgas am höchsten (Annahme: Raumtemperatur)?

Die möglichen Antworten waren:

a) weiss nicht

b) 30%ige Schwefelsäure

c) 67%ige Schwefelsäure

d) 85%ige Schwefelsäure

e) konzentrierte rauchende Schwefelsäure

Keine Antwort wussten 22%. Die Aufschlüsselung der Antworten, die entweder b), c), d) oder e) wählten ergibt folgende Aufteilung in Prozenten:

Auswertung

Die Auftragung der experimentell bestimmten Bildungsgeschwindigkeit von Wasserstoffgas (H2) in Abhängigkeit zur Konzentration der Schwefelsäure (H2SO4) zeigt, dass Antwort b) 30%ige Schwefelsäure korrekt ist:

Dieses Resultat überrascht auf den ersten Blick, wenn man die Bruttoreaktionsgleichung studiert:

Jeweils ein Magnesiumatom (Mg) wird mit einem Schwefelsäuremolekül (H2SO4) zu Magnesiumsulfat (MgSO4) und Wasserstoff (H2) umgesetzt. Man könnte annehmen je mehr H2SO4 vorhanden ist, umso mehr H2 entsteht und umso schneller.

Diese Interpretation ist wie das Experiment zeigt falsch, weil die Bruttoreaktionsgleich nur angibt aus wievielen Teilchen der verschiedenen Gattungen, also Edukten (Mg und H2SO4) wieviele Teilchen der Produkte entstehen (MgSO4 und H2). Die Reaktionsgeschwindigkeit wird durch diese Gleichung nicht beschrieben.   

Wenn man in Betracht zieht, dass die 30%ige wässrige Schwefelsäure ebenfalls die höchste spezifische Leitfähigkeit aufweist liegt die Vermutung nahe, dass da ein Zusammenhang besteht. Und weil Schwefelsäure wie der Name schon sagt eine Säure ist, sagt der Chemiker, dass die Säure in Wasser dissoziert:  

Die Schwefelsäure bildet in Wasser über zwei Reaktionsgleichgewichte H3O+, dass für die Bildung von Wasserstoffgas verantwortlich ist. Ohne H3O+ entsteht dagegen kein Wasserstoffgas. Deshalb entsteht im Falle der konzentrierten rauchenden Schwefelsäure kaum Wasserstoffgas.  

Weil nun 2 Wassermoleküle pro Schwefelsäuremolekül benötigt werden um ein Schwefelsäuremolekül vollständig zu dissozieren ist die Schwefelsäurekonzentration mit maximaler H3O+ Konzentration bei ca. 33%. Je höher die H3O+ Konzentration in Wasser ist, desto grösser ist die Entstehungsrate von Wasserstoffgas.

Zusammenfassung
  • Schwefelsäure, wie andere Säuren, bilden mit unedle Metalle in wässriger Lösung explosives Wasserstoffgas.
  • Eine ungenügende Verdünnung von konzentrierter Schwefelsäure führt bei Anwesenheit eines unendlen Metalls zu einer erheblichen Explosionsgefährdung.
Highlights

29.12.2016 16:20

Auswertung Umfrage "Aktivierungs- energie"

finden Sie [hier]




21.12.2016 18:22

MET für Windows Version 6.5

Die wichtigsten Neuerungen [mehr]




11.10.2016 15:46

Die App zu MET: Eine Vorschau

[mehr]




13.05.2016 08:31

Mai Service-Update für MET für Windows 6.0 verfügbar.

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31.12.2015 15:49

Auswertung Umfrage "Kaltes Feuer"

finden Sie [hier]




12.11.2015 19:40

Openstreetmap

Version 6 von MET für Windows unterstützt die Verwendung von Openstreetmap-Karten [hier]



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