Kyselina sírová a kyselina chlorovodíková jsou dva nejběžnější a v domácím prostředí známé druhy kyselin. Jejich použití a vlastnosti se velmi liší, takže je důležité vědět, jak je od sebe odlišit.
Hlavním způsobem, jak určit druh kyseliny, je použití chemických reakcí. Kyselina sírová (H2SO4) při kontaktu s kovy tvoří sulfáty a kyselina chlorovodíková (HCl) chloridy. Kromě toho je kyselina sírová silným oxidačním činidlem, takže je schopna oxidovat jiné látky.
Pokud není možné provést chemickou reakci, můžete se spolehnout na fyzikální vlastnosti těchto kyselin. Kyselina chlorovodíková má ostrý zápach, který je obtížné zaměnit s čímkoli jiným, zatímco kyselina sírová je téměř bez zápachu. Kyselina sírová je navíc viskóznější a hustší ve srovnání s kyselinou chlorovodíkovou, která vypadá jako běžná bezbarvá tekutina. Vzhled a hustota mohou pomoci při určování kyseliny při prvním pohledu.
Vzhled a vůně
Kyselina sírová a kyselina chlorovodíková mají odlišný vzhled a vůni, takže je lze snadno rozlišit.
Kyselina sírová jedná se o bezbarvou nebo mírně nažloutlou tekutinu. Má charakteristickou štiplavou vůni podobnou vůni hnijících vajec nebo spáleného síry.
Kyselina chlorovodíková má průhledný nebo mírně zakalený vzhled, často s lehkou nažloutlou barvou. Její vůně připomíná vůni soli nebo chloru-slabá a ostrá současně.
Je důležité si uvědomit, že při určování kyselin je třeba dbát opatrnosti a používat vhodná opatření, protože obě látky jsou velmi nebezpečné a při kontaktu s kůží nebo sliznicemi mohou způsobit popáleniny a další zranění.
Fyzikální vlastnosti
Fyzikální vlastnosti kyseliny sírové a kyseliny chlorovodíkové umožňují určit jejich vzájemné rozdíly.
Teplota varu: Kyselina sírová má vyšší bod varu, který činí 337 stupňů Celsia. Kyselina chlorovodíková se zase vaří při 110 stupních Celsia.
Zápach: Obě kyseliny mají charakteristický zápach, ale vůně kyseliny sírové je intenzivnější a intenzivnější.
Barva: Kyselina sírová, vzhledem k přítomnosti síry, má tmavě hnědou barvu. Kyselina chlorovodíková je čirá a bezbarvá.
Krystalová struktura: Pokud se podíváme na vzorky kyselin pod mikroskopem, můžeme vidět rozdíly v jejich krystalové struktuře. Krystaly kyseliny sírové tvoří amorfní shluky a krystaly kyseliny chlorovodíkové mají pravidelnější tvar.
Reakce s kovy: Kyselina sírová reaguje s několika kovy, například s mědí, olovem a zinkem. Kyselina chlorovodíková takové reakce netvoří.
Rozpustnost: Kyselina sírová se snadno rozpouští ve vodě a vytváří koncentrované rozpouštění. Kyselina chlorovodíková se také dobře rozpouští ve vodě, ale během disociačního procesu se rozpadá na ionty.
Chemické vlastnosti
Kyselina sírová (H2SO4):
- Je bezbarvá nebo mírně nažloutlá viskózní tekutina.
- Má silný žíravý zápach a je jednou z nejvíce oxidujících kyselých sloučenin.
- Tvoří s mnoha kovy soli-sulfáty.
- Má vysokou kyselost a tvoří vodíkové iontové páry.
Kyselina chlorovodíková (HCl):
- Bezbarvá nebo mírně nažloutlá tekutina s ostrým zápachem.
- Má silné kyselé vlastnosti, reaguje s kovy a vytváří chloridy.
- Tvoří páry H3O + při disociaci ve vodě.
- Interaguje se zásadami a vytváří odpovídající soli a vodu.
Stanovení typu kyseliny lze provést jednoduchými chemickými testy:
- K určení kyseliny sírové lze použít odpařovací test. Při zahřátí kyseliny sírové se začne odpařovat a po chvíli se na stěnách baňky vytvoří krystaly kyseliny sírové.
- K určení kyseliny chlorovodíkové lze použít test uhličitanu sodného. Umístěte trochu kyseliny chlorovodíkové na malou porci uhličitanu sodného. Pokud dojde k uvolnění plynu, je to kyselina chlorovodíková.
Kyselina sírová a kyselina chlorovodíková se tak ukazují jako odlišné ve svých chemických vlastnostech a lze je od sebe odlišit provedením příslušných experimentů.
Reakce na indikátory
Kyselina sírová (H2SO4) a kyselina chlorovodíková (HCl) mají různé vlastnosti, což jim umožňuje odlišit je od sebe pomocí indikátorů.
Indikátory jsou látky, které mění barvu v závislosti na pH (kyselosti nebo zásaditosti) roztoku. K určení kyseliny nebo zásad používá několik základních indikátorů:
| Ukazatel | Reakce na kyselinu sírovou | Reakce na kyselinu chlorovodíkovou |
|---|---|---|
| Univerzální indikátor | Tvoří červenou nebo oranžovou barvu | Tvoří červenou barvu |
| Fenolftalein | Nemění barvy | Tvoří červenou barvu |
| Methyloranž | Tvoří červenou barvu | Tvoří červenou nebo oranžovou barvu |
| Lakmus | Tvoří červenou barvu | Tvoří červenou nebo fialovou barvu |
Analýza pomocí roztoků
Pro stanovení kyseliny sírové se používají činidla obsahující baryové ionty. Když je roztok kyseliny sírové přidán do roztoku barya chloridu, vytvoří se bílá sediment barya (baryové) sloučeniny. Reakce kyseliny sírové s činidlem barya je tedy pro tuto kyselinu charakteristická.
Kyselina chlorovodíková zase reaguje s činidly obsahujícími ionty stříbra. Při interakci roztoku kyseliny chlorovodíkové s roztokem dusičnanu stříbrného vzniká bílý sediment chloridu stříbrného. Sediment tohoto chloridu je charakteristickým znakem kyseliny chlorovodíkové.
K provedení analýzy pomocí roztoků je tedy nutné přidat činidla obsahující příslušné ionty. Výsledné sedimenty jsou charakteristické znaky kyseliny sírové a kyseliny chlorovodíkové, což umožňuje přesně určit, s kterou z nich se jedná.
Je důležité si uvědomit, že při používání této metody je třeba být opatrný, protože použití reaktantů a činidel může být nebezpečné. Práce s nimi by měla probíhat v souladu s bezpečnostními předpisy a pouze ve speciálně vybavené laboratoři.
Výsledky experimentu
K určení a rozlišení kyseliny sírové od chlorovodíkové byl proveden experiment, který používal následující reaktanty:
| Činidlo | Kyselina sírová | Kyselina chlorovodíková |
|---|---|---|
| Fenolftalein (indikátor) | Změní barvu na červenou | Nemění barvu |
| Barevný indikátor bromtimolová modrá | Změní barvu na žlutou | Změní barvu na modrou |
| Reakce s mědí | Vzniká mírně zelené zbarvení | Vzniká jasně zelené zbarvení |
- Kyselina sírová mění barvu fenolftaleinu na červenou, zatímco kyselina chlorovodíková takovou reakci nezpůsobuje.
- Barevný indikátor bromtymolová modrá mění barvu na žlutou při interakci s kyselinou sírovou, zatímco kyselina chlorovodíková způsobuje modré zbarvení.
- Reakce s mědí umožňuje odlišit kyselinu sírovou od kyseliny chlorovodíkové: kyselina sírová vytváří mírně zelené zbarvení, zatímco kyselina chlorovodíková tvoří jasně zelenou barvu.
Provedený experiment tedy umožňuje jednoznačně určit a odlišit kyselinu sírovou od kyseliny chlorovodíkové na základě jejich specifických chemických vlastností.