Kénsavak és sóik.
Kénsavak és sóik. A kén oxigén és hidrogénnel több savat képez; e savak a következők:
hidrokénessav ... ... .... H2SO2
kénessav ... ... ... ... ... H2SO3
kénsav ... ... ... ... ... ... H2SO4
pirokénsav ... ... ... ... .. H2S2O7
tiokénsav ... ... ... ... ... H2S2O3
ditionsav ... ... ... ... ... H2S2O6
tritionsav ... ... ... ... ... H2S3O6
tetrationsav ... ... ... ... H2S4O6
pentationsav ... ... ... ... H2S5O6
Hidrokénessav, monotionos sav, H2SO2. E vegyületet, mely csak oldatban ismeretes, Schützenberger fedezte fel 1869. E sav akkor képződik, ha cinket v. vasat kénessav-oldatban feloldunk. Ilyenkor a fejlődő hidrogén a kénessavat hidro-kénes savvá redukálja. Az igy előállított tisztátalan cikszulfitot tartalmazó oldata sárga folyadék, mely a levegőn kén kiválásával könnyen elbomlik. Sói szintén bomlékonyak. Közöttük még jobban ismert a nátrium sója: NaHSO2, mely nátriumhidroszulfitból készülhet olyformán, hogy annak tömény oldatában cinket oldunk fel. Ez oldatból borszeszszel a képződött cinkszulfitot, illetőleg változatlan nátriumszulfitot leválasztjuk. Ez alkoholos oldatából a lehütéskor a NaHSO2 finom, tűalaku kristályokban kiválik. A meg nem tisztított NaHSO2-t redukáló sajátságainál fogva az indigóval való festéskor is használják.
Kénessav, H2SO3. Tiszta állapotban nincs előállítva, csak vizes oldata ösmeretes. Ez oldat ugy készülhet, hogy kéndioxidgázt vizbe vezetünk. Savanyu kémhatásu, kéndioxidszagu, erősen redukáló sajátságu folyadék. A kénessav sói a szulfitok. Kétféle szulfitok vannak az u. n. savanyu és a szabályos szulfitok, p.
| NaHSO3 | Na2SO3 |
| nátriumhidroszulfit | szabályos nátriumszulfit |
Újabb vizsgálatok azt bizonyítják, hogy a kénes sav csak egyalju sav és szerkezi képlete a következő H(SO2)OH. (V. ö. Schwicker Alfréd, Adatok a szulfitok és thioszulfátok konstituciójához, Math.-term.-tud. Értesítő VI. köt. 288. l.)
Kénsav, H2SO4, a legfontosabb a kén savai közül, szintelen szirupsűrüségü folyadék, melynek fs.-a 0° -on 1,857; a hevítéskor körülbelül 300° -on forr. Vizzel minden arányban elegyíthető. A vizzel való felhigitáskor nagyon felmelegszik. Az árubeli tömény kénsav nem tökéletesen vizmentes, hanem rendesen 1,5-3% vizet tartalmaz, minek megfelelően fajsúlya 15° -on 1,842 fekszik. Általában a kénsav fajsúlya annál kisebb, minél több vizet tartalmaz; a következő táblázatban viz és kénsav elegyeknek fajsúlyát és az ennek megfelelő tiszta kénsavtartalmat megtaláljuk (Bineau szerint):
A kénsav nagyon maró, erősen vizszívó folyadék. Ezért fát, papirost stb. megszenesít, mert abból a viz alkatrészeit elvonja. A vele való bánásmód óvatosságot kiván, mert e mérges maró folyadék veszedelmes égési sebeket okozhat. Az árubeli sav a belejutó tisztátlanságoktól gyakran sárgás vagy barnás szinü. Az árubeli nyers sav ezenfelül arzént is tartalmaz. A magyar gyógyszerkönyvben hivatalos a tiszta angol kénsav (98%-os) (acidum sulfuricum concentratum), ugyszintén a higított kénsav (10%-os).
A gyártásban és kereskedelemben 3-féle kén savat különböztetnek meg: 1. a füstölgő v. nordhauseni kénsavat (vitriololaj), leginkább vasszulfát lepárlása vagy kénsavanhidridnek angol kénsavval való feloldása által nyerik; 2. a szilárd vitriololajat v. kénsavanhidridet, és 3. angol v. közönséges kénsavat, mely nagyban kénessavnak salétromsavval való oxidálása által állíttatik elő. A kémiai ipar számos ágában óriási mennyiségü kénsavat fogyasztanak, melyet tulnyomó részben hatalmas kiterjedésü gyárakban a következőkpen állítanak elő. Az angol kénsav gyártása két főrészből áll, t. i. a) a kamarasav-gyártásból és b) ennek koncentrálásából. A kamarasav előállítására szükségesek 1. a kénkemencék, 2. az ólomkamrák és 3. készülékek a nitrozos gázok visszanyeréséhez, mely folyamat a Gay-Lussac koksztoronyban a nitrozos gázok feltartása által és azután másik készülékben a nitrozok denitrálása által történik. Az angol kénsavgyártás alapja az, hogy kén elégetése által keletkező kénessav vizben fololdva salétromsav által kénsavvá oxidáltatik, ezáltal a salétromsavból nitrogénoxid képződik. Ez pedig levegő behatásánál nitrogéntetroxiddá alakul, mely kénessav jelenlétében ismét nitrogénoxiddá redukálódik. Ezen változó oxidálási és redukálási folyamat folytonosan történik és a következő két képlet tünteti ezt elénk:
1) SO2 + H2O + NO2 = H2SO4 + NO
2) 2NO + O = N2O3
Pirokénsav, füstölgő kénsav, nordhauseni kénsav, vitriololaj. A legrégebben ösmert és gyártott félesége a kénsavnak. Régebben, még amielőtt az u. n. angol kénsavgyártás ösmeretes lett volna, Nordhausenban (Harz) készült. Manapság a kénsav e féleségét a legtöbb kémiai műveletnél az angol kénsav helyettesíti és jelenleg csak bizonyos kémiai operációkhoz való; különösen az indigó feloldására és szulfosavak előállítására használják. A pirokénsavat ugy is tekinthetjük mint angol kénsavat (H2SO4), amelyben kéntrioxid (SO3) van feloldva. Előállítása vasgálicból (FeSO47H20) történik. E sót kihevítik, hogy kirstályvizét elveszítse, azután retortákban erősen izzítják, amidőn vasoxid (Caput mortuum, Colcothar vitrioli) marad vissza és kéntrioxid meg kéndioxid gőzalakban távoznak. A gőzöket kevés vizbe vezetik, hol előbb kénsav, azután pirokénsav képződik. Jelenleg a füstölgő kénsav gyártásakor különösen arra törekszenek, hogy a vasgálic viztelenítésekor az egyúttal oxidálódjék és bázisos ferriszulfáttá alakuljon. A bázisos ferriszulfát hevítésekor csak kétrioxid fejlődik és pedig kétannyi, mintha a vasgálic nem volt oxidálva. Legújabban ugyszólván tiszta pirokénsavat is készítenek, mely közönséges hőmérséken kristályos test. Az árubeli füstölgő kénsav sűrü olajszerü, nagyon maró folyadék. Szine rendesen sárgás v. barnás. A levegőn erős fehér füstöt (kéntrioxid) terjeszt. Fs.-a 1,88 körül. A lehűtéskor a tiszta pirokénsav kristályosan kiválik. Mint említettük, e kristályos féleség jelenleg szintén forgalomban van. Mivel nagyon maró mérges folyadék, a vele való bánásmód nagy óvatosságot igényel. A bőrre jutva, veszedelmes sebeket okoz. Ha véletlenül arcunkra, kezünkre füstölgő kénsav jutna, azt onnak sok vizzel azonnal le kell öblíteni; kevés vizzel ugyanis erősen felhevül, ugy hogy ezáltal égető hatása esetleg fokozódhatik is.
Tiokénsav, alkénessav, ditiokénsav, H2S2O3. E sav szabad állapotban nem ösmeretes; sói többje elég állandó. E sók közül a tiokénsavas nátrium Na2S2O3.5H2O fontosabb.
A dition-, trition-, tetra- és pentationsavakat együttesen politionsavaknak is nevezik. A ditionsav oldatban és sóiban ösmeretes. Sói közül a ditionsavas mangán, MnS2O6, a jobban ösmert, amelyből báriumhidroxiddal oldható ditionsavas bárium készülhet, melyből equivalens kénsavval való elbontás útján maga a ditionsav oldatát kapjuk. A tritionsav vizes oldata, továbbá sói ösmeretesek. Kálium sója akkor képződik, ha savanyu kénessavas kálium oldatát kénnel pállítjuk. A tetrationsav szintén csak oldatban ösmeretes. A nátrium sója akkor képződik, ha nátrium tioszulfát oldatához jódoldatot csepegtetünk. A pentationsav akkor képződik, ha kénessav oldatába kénhidrogén-gázt vezetünk.
