化学
高校生
解決済み

硫酸の酸化における質問です。
硫酸は還元されることによって、SO2 と水分子が2つ生じるわけですが、この反応機構がどうにも理解できないでいます。
H+は硫酸のどこにつくのでしょうか?
僕は、ヒドロキシ基の部分に水素イオンが着くと考えたのですが、そうすると二酸化硫黄が二重結合にならないのではないかと思うのですが。

回答

✨ ベストアンサー ✨

三酸化硫黄SO3という物質がありまして。これは水と反応して硫酸になるんです。式は
SO3+H2O=H2SO4+88kJ/mol
です。さて、これからわかるように、硫酸になると安定なので、三酸化硫黄は通常は殆ど存在しませんが、
熱濃硫酸にすると、ルシャトリエの原理から平衡が傾き、三酸化硫黄生成の方向に反応が進みます。

三酸化硫黄は酸素3つが硫黄から電子を奪って(いるとみなせて)、硫黄は電子不足になっています。この時、硫酸のOのうち2つは水素と結合し、ある程度電子を引きつける力が弱くなり、結果として三酸化硫黄の方が硫黄が電子不足であると言えます。

この時、SO3は酸化剤
SO3+2H^+ +2e→SO2+H2O
と働きます。
よって、中間生成物を消去して
H2SO4+2H^+ +2e→2H2O+SO2

なお

ご回答ありがとうございます。この場合、SO3にどのように水素イオンがついてどこが切れて、どこに電子が入るのか、この時二酸化硫黄は確かに二重結合をしているのか、こういった疑問が残りますが、お答え願えますか?

ほしの

ちょっと待ってくださいね…初めてからやり直していいですか?ww根本的に矛盾しましたorz

なお

構いませんよ

ほしの

考えましたが…
まず、濃硫酸を加熱すると平衡
H2SO4⇔SO3+H2O -88kJ
が成り立ち、熱減少の方向に平衡が傾きます。
このとき、さらにSO3がSO2になる反応があるはずなんですが、接触法で習うように
SO2→SO3 となる反応はV2O5を使い、
しかも300〜500度まで加熱するというほど活性化エネルギーが高く、明らかに中間生成物が生まれています。
これから先は絶対高校の範囲を超えてますねw

ほしの

調べても殆ど出てこないので、あまり解明されていない反応なのでは?

なお

そうなのかもしれませんね
ありがとうございました

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