Sulfate

Sulfate sind die Salze der Schwefelsäure, sie enthalten das Hydrogensulfat-Anion [HSO₄]⁻ oder das Sulfat-Anion [SO₄]^‌2−. Alaune wie Kaliumaluminiumsulfat oder Kaliumchrom(III)-sulfat sind Doppelsalze mit einem einwertigen und einem dreiwertigen Kation. Vitriole wie Kupfervitriol, oder Eisenvitriol sind kristallwasserhaltige Sulfate zweiwertiger Metalle. In der organischen Chemie werden die Ester der Schwefelsäure manchmal auch als Sulfate bezeichnet.

Es existieren in der Natur zahlreiche Mineralien, die aus Sulfaten aufgebaut sind. Sulfate werden für viele Anwendungen benötigt. Gips ist ein Beispiel dafür. Er ist aus Calciumsulfat-Dihydrat aufgebaut. Gips wird als Baustoff verwendet, und man kann ihn aus dem gleichnamigen Mineral gewinnen. Das Mineral Gips bildet schöne, stabförmige Kristalle oder durchsichtige Plättchen, die als Marienglas bezeichnet werden. Derb kommt Gips in weißen Massen als Alabastergips vor. Die Gips-Kristalle enthalten Wasser-Moleküle, die in das Ionengitter des Salzes eingebaut sind. Beim Erhitzen wird das Kristallwasser frei, und es entsteht gebrannter Gips. In der Natur kommt das wasserfreie Calciumsulfat als Anhydrit vor. Gips wird für das Ausspachteln von Rissen und Löchern in Wänden oder für Gipsbinden bei Knochenbrüchen verwendet. Zu den Sulfat-Mineralien zählen auch Anglesit, Baryt, Chalkanthit oder Coelestin. Auch Trinkwasser und Mineralwasser enthalten Sulfate.

Chemische Eigenschaften und Herstellung

Die meisten Sulfate sind gut wasserlöslich. Schwer löslich ist das Calciumsulfat und fast gar nicht löslich sind Bariumsulfat und Bleisulfat. Besonders die Alkali- und Erdalkalisulfate wie Kaliumsulfat, Magnesiumsulfat oder Calciumsulfat verhalten sich beim Erhitzen sehr stabil. Hydrogensulfate wie Kaliumhydrogensulfat zersetzen sich beim Erwärmen unter Wasserabgabe zu Disulfaten, beim starken Erhitzen auch unter Schwefeltrioxidbildung zu Sulfaten. Sie bilden mit Wasser eine saure Lösung.

Schwefelsäure + Metall

Metallsulfat + Wasserstoff
Schwefelsäure + Magnesium

Magnesiumsulfat + Wasserstoff
Schwefelsäure + Zink

Zinksulfat + Wasserstoff
Schwefelsäure + Kupfer

keine Reaktion

Verdünnte Schwefelsäure reagiert mit Magnesium und Zink.

Sulfate entstehen, wenn verdünnte Schwefelsäure mit unedlen Metallen reagiert. Unter Bildung von Wasserstoff entstehen die entsprechenden Metallsalze. Mit Zink erhält man zum Beispiel Wasserstoff und Zinksulfat, das in der farblosen Lösung gelöst bleibt. Die Sulfat-Anionen [SO₄]^‌2− werden in der analytischen Chemie mit Bariumchlorid chemisch nachgewiesen.