Show
Axit sunfuric (H2SO4) là một loại chất hóa học hàng đầu được ứng dụng nhiều trong các ngành công nghiệp sản xuất. Vậy Tích chất hóa học của H2SO4 là như thế nào? Axit H2SO4 đặc và loãng có khác gì nhau? Cùng đi tìm hiểu chi tiết qua bà viết dưới đây nhé!
Axit Sunfuric là một loại hóa chất lỏng sánh như dầu, không màu, không mùi, không bay hơi, nặng gấp 2 lần so với nước. Là một loại Axit vô cơ mạnh và khả năng hòa tan hoàn toàn trong nước theo bất kỳ tỷ lệ nào.  H2SO4 tinh khiết không thể tìm thấy trên Trái Đất, do áp lực lớn giữa Axit Sulfuric và nước. Ngoài ra, axit sulfuric là thành phần của mưa axti, được tạo thành từ Điôxít lưu huỳnh trong nước bị oxi hóa, hay là axit sulfuric bị oxi hóa. Xem thêm: Kích thước bồn cầu tiểu chuẩn Công thức phân tử: H2SO4 H2SO4 có những tính chất hóa học chung của Axit bao gồm:
* Số oxi hóa của mà lưu huỳnh (S) có thể có là: -2 ; 0 ; +4 ; +6. Trong H2SO4 thì S có mức oxi hóa +6 cao nhất nên → H2SO4 đặc có tính axit mạnh, oxi hóa mạnh và có tính háo nước. a) Axit sunfuric đặc tác dụng với kim loại – Thí nghiệm: Cho mảnh Cu vào ống nghiệm chứa H2SO4 đặc – Hiện tượng: dung dịch chuyển sang màu xanh và khí bay ra có mùi sốc. – Phương trình hóa học: 2H2SO4 + Cu → CuSO4 + SO2↑ + 2H2O – H2SO4 đặc, nóng tác dụng với các kim loại khác 2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O 5H2SO4 + 4Zn → 4ZnSO4 + H2S↑ + 4H2O * Lưu ý: – Trong các bài tập vận dụng, kim loại tác dụng với axit sunfuric đặc thường gặp nhất là tạo khí SO2, khi giải thường vận dụng bảo toàn e và bảo toàn nguyên tố:
– H2SO4 đặc nguội thụ động (không phản ứng) với Al, Fe và Cr. – H2SO4 đặc phản ứng được với hầu hết các kim loại (trừ Au và Pt) → muối (trong đó kim loại có hóa trị cao) + H2O + SO2↑ (S, H2S). – Sản phẩm khử của S+6 tùy thuộc vào độ mạnh của kim loại: kim loại có tính khử càng mạnh thì S+6 bị khử xuống mức oxi hóa càng thấp. b) Axit sunfuric đặc tác dụng với phi kim → oxit phi kim + H2O + SO2↑ – PTPƯ: H2SO4 đặc + Phi kim → Oxit phi kim + H2O + SO2↑ S + 2H2SO4 3SO2↑ + 2H2O C + 2H2SO4 CO2 + 2H2O + 2SO2↑ 2P + 5H2SO4 → 2H3PO4 + 5SO2↑ + 2H2O c) Axit sunfuric đặc tác dụng với các chất khử khác – PTPƯ: H2SO4 đặc + chất khử (FeO, FeSO4) → Muối + H2O + SO2↑ 2H2SO4 + 2FeSO4 → Fe2(SO4)3 + SO2↑ + 2H2O 2FeO + 4H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2↑ + 4H2O d) Tính háo nước của axit sunfuric – Thí nghiệm: Cho H2SO4 đặc vào cốc đựng đường – Hiện tượng: Đường chuyển sang màu đen và sôi trào – Phương trình hóa học: C12H22O11 + H2SO4 → 12C + H2SO4 .11H2O
H2SO4 loãng là một axit mạnh, có đầy đủ các tính chất hóa học chung của axit: b) Axit sunfuric lãng tác dụng với kim loại đứng trước H (trừ Pb) → muối sunfat (trong đó kim loại có hóa trị thấp) + H2↑ – PTPƯ: H2SO4 loãng + Kim loại → Muối + H2↑ Ví dụ: Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2↑ Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2↑ * Lưu ý: nH2 = nH2SO4 – PTPƯ: H2SO4 loãng + Oxit bazo → Muối + H2O Ví dụ: FeO + H2SO4 → FeSO4 + H2O MgO + H2SO4 → MgSO4 + H2O * Lưu ý: nH2SO4 = nH2O = nO (trong oxit) – PTPƯ: H2SO4 loãng + Bazo → Muối + H2O Ví dụ: H2SO4 + NaOH → NaHSO4 + H2O H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O – Phản ứng của H2SO4 với Ba(OH)2 hoặc bazơ kết tủa chỉ tạo thành muối sunfat. Ví dụ: Cu(OH)2 + H2SO4 → CuSO4↓ + 2H2O Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4↓ + 2H2O e) Axit sunfuric loãng tác dụng với muối → muối mới (trong đó kim loại giữ nguyên hóa trị) + axit mới – PTPƯ: H2SO4 loãng + Muối → Muối mới + Axit mới Ví dụ: Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + CO2 H2SO4 + 2KHCO3 → K2SO4 + 2H2O + 2CO2 * Lưu ý: Thường dùng phương pháp tăng giảm khối lượng khi giải bài tập về phản ứng của axit sunfuric với muối. – FeS2 hoặc S → SO2 → SO3 → H2SO4 Đốt cháy quặng firit sắt: 4FeS2 + 11O2 → 8SO2 + 2Fe2O3 Oxi hóa SO2 bằng oxi trong điều kiện 400 – 5000C, xúc tác V2O5): 2SO2 + O2 → 8SO3 Axit sunfuric đặc hấp thụ SO3 tạo thành oleum có công thức tổng quát là H2SO4.nSO3: nSO3 + H2SO4 → H2SO4 .nSO3 Pha loãng oleum thành axit sunfuric bằng lượng nước thích hợp: H2SO4 .nSO3 + (n+1) H2O→ (n+1)H2SO4 Câu hỏi: chứng minh H2SO4 có tính oxi hóa mạnh Lời giải: - H2SO4 loãng thể hiện tính oxh khi giải phóng H2. -H2SO4 đặc thể hiện tính oxh khi giải phóng spk. -PT thể hiện tính oxi hóa của cả 2 loại axit: H2SO4+Zn→ZnSO4+H2↑H2SO4+Zn→ZnSO4+H2↑ 2H2SO4đ+Zn→ZnSO4+SO2↑+2H2O Cùng Top lời giải tìm hiểu chi tiết về h2so4 có tính oxi hóa mạnh nhé! - Công thức hóa học:H2SO4H2SO4 CÁC DẠNG CỦA AXIT SULFURIC-Axit sunfuric được sử dụng với những mục đích khác nhau vì vậy sẽ tồn tại ở các dạng khác nhau có thể kể đến như là: +Axit sunfuric loãng dùng trong phòng thí nghiệm thường chỉ có 10% +Dùng cho ắc quy khoảng 33,5% +Hàm lượng 62,18% là axit được dùng để sản xuất phân bón +77,67% được dùng trong tháp sản xuất hay axit glover +98% là axit đậm đặc I) Axit Sunfuric đặc1) Tính chất vật lí -Là một axit mạnh -Tính háo nước:H2SO4H2SO4đặc hấp thụ mạnh nước, nước từ các hợp chất gluxit cũng được nó hấp thụ. -Da thị tiếp xúc với axit sunfuric đặc sẽ bị bỏng rất nặng, cần cẩn thận khi sử dụng và sản xuất axit sunfuric. 2) Tính chất hóa học a) Tính axit mạnh: Tác dụng với bazo, oxit bazo, muối tạo thành muối và nước. b) Tính oxi hóa Tác dụng với kim loại -H2SO4(đ,n)H2SO4(đ,n)có tính oxh rất mạnh, trừ Au và Pt thì hầu hết đều bị oxh tạo ra muối (trong đó kim loại có hóa trị cao nhất) + nước + sản phẩm khử. VD: Mg+5H2SO4→4MgSO4+H2S+4H2OMg+5H2SO4→4MgSO4+H2S+4H2O ♦ Lưu ý:Nhôm, Sắt, Crom bị thụ động hóa trong axit sunfuric đặc nguội Tác dụng với phi kim 2H2SO4+S→3SO2+2H2O2H2SO4+S→3SO2+2H2O Tác dụng với các chất khử khác 2FeO+4H2SO4→Fe2(SO4)3+SO2+4H2O2FeO+4H2SO4→Fe2(SO4)3+SO2+4H2O II) Axit Sunfuric loãng1) Tính chất vật lí -Chất lỏng, nhớt, nặng hơn nước, khó bay hơn -Tính tan: tan vô hạn trong nước ♦ Lưu ý:Cho từ từH2SO4H2SO4đặc vào nước (không ngược lại) làcách pha loãng axit sunfuric đặc 2) Tính chất hóa học -Là một axit mạnh nên có đầy đủ các tính chất hóa học chung của axit. - Làm quỳ tím chuyển đỏ -Tác dụng với tất cả các kim loại đứng trước hidro (trù Pb) tạo muối sunfat và khí hidro. VD:Fe+H2SO4→FeSO4+H2Fe+H2SO4→FeSO4+H2. 3. Sản xuất axit sunfuric -Axit sunfuric được sản xuất trong công nghiệp bằng phương pháp tiếp xúc. Phương pháp này có 3 công đoạn chính: Sản xuất lưu huỳnh đioxit (SO2) -Phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu có sẵn, người ta đi từ nguyên liệu ban đầu là lưu huỳnh hoặc pirit sắt FeS2 - Đốt cháy lưu huỳnh: - Đốt quặng pirit sắt FeS2 Sản xuất lưu huỳnh trioxit (SO3) -Oxi hoá SO2bằng khí oxi hoặc không khí dư ở nhiệt độ 450 – 500oC, chất xúc tác là vanađi(V) oxit V2O5: Hấp thụ SO3bằng H2SO4 -Dùng H2SO498% hấp thụ SO3, được oleum H2SO4.nSO3: H2SO4+ nSO3→ H2SO4.nSO3 -Sau đó dùng lượng nước thích hợp pha loãng oleum, được H2SO4đặc: H2SO4.nSO3+ nH2O → (n + 1) H2SO4 III) Nhữngứng dụng của axit sunfuric trong đời sốngTrong sản xuất công nghiệp -Mỗi năm có khoảng 160 triệu tấn H2SO4, trong đó nổi bật khi được sử dụng trong các ngành sản xuất luyện kim 2%, phẩm nhuộm 2%, chất dẻo 5%, chất tẩy rửa 14%, giấy, sợi 8%… +Axit sunfuric được sử dụng rộng rãi trong quá trình sản xuất kim loại như sản xuất đồng, kẽm và dùng trong làm sạch bề mặt thép và dung dịch tẩy gỉ. +Ngoài ra, axit sunfuric còn được sử dụng để sản xuất nhôm sunfat (ví dụ như phèn làm giấy). Sản xuất các loại muối sunfat, tẩy rửa kim loại trước khi mạ, chế tạo thuốc nổ, chất dẻo, thuốc nhuộm, sản xuất dược phẩm. +Hỗn hợp axit với nước được dùng để làm chất điện giải trong hàng loạt các dạng ắc quy, axit chì… Trong phòng thí nghiệm -Điều chế các axít khác yếu hơn : HNO3. HCl. Trong xử lý nước thải -Sản xuất nhôm hidroxit là chất được sử dụng trong các nhà máy xử lý nước để lọc các tạp chất, cũng như cải thiện mùi vị của nước, trung hòa pH trong nước, và sử dụng để loại bỏ các ion Mg2+, Ca2+ có trong nước thải. Trong sản xuất phân bón -Axít sulfuric (60% sản lượng toàn thế giới) chủ yếu được sử dụng là trong sản xuất axít phốtphoric, là chất được sử dụng để sản xuất các loại phân photphate, canxi dihydrogen photphat, amoni photphate, và cũng dùng để sản xuất Amoni sunfat. Ứng dụng khác của Axit sunfuric: -Sản xuất nhôm sulfat, được biết đến như là phèn làm giấy. Nó có thể phản ứng với một lượng nhỏ xà phòng trên các sợi bột giấy nhão để tạo ra cacboxylat nhôm dạng giêlatin, nó giúp làm đông lại các sợi bột giấy thành bề mặt cứng của giấy. NHỮNG LƯU Ý KHI SỬ DỤNG AXIT SULFURIC-Bạn cần biết được những nguy hiểm tiềm ẩn đối với dung dịch Axit này để có thể sử dụng nó một cách cách an toàn nhất. +Axit Sunfuric H2SO4 rất nguy hiểm, bắn vào da có thể gây bỏng nặng, bắn vào mắt có thể bị mù, các vật liệu bằng giấy, vải sẽ bị cháy nếu tiếp xúc với H2SO4 +Khi đun nóng Axit Sunfuric sẽ xuất hiện khí SO2 và SO3. Đây là những loại khí rất độc hại. +Khi cần pha loãng Axit Sunfuric H2SO4 tuyệt đối không được cho nước vào axit trước mà Luôn luôn phải cho từ từ H2SO4 vào nước. +H2SO4 đặc hấp thụ cực kỳ mãnh liệt hơi ẩm vì thế là một chất làm khô tốt , áp suất hơi nước trên H2SO4 là 0,003mmHg. +Ở nhiệt độ 30 – 40 độ C, bắt đầu bốc khói và khi đun tiếp sẽ tạo ra hơi SO3. Bắt đầu sôi ở 290 độ C và nhiệt độ sẽ tăng nhanh cho tới khi ngừng giải phóng SO3. Hydrat còn lại chứa 98.3% H2SO4 và Sôi ở 338 độ C. +Khi làm lạnh sẽ chuyển thành dạng rắn, những tinh thể Axit Sunfuric H2SO4 nóng chảy ở 10,49 độ C. Tuy nhiên, axit lỏng dễ có thể chậm đông không hoá rắn ở dưới 0 độ C. BIỆN PHÁP BẢO QUẢN VÀ PHÒNG NGỪAĐối với bảo quản +Lưu trữ Axit Sunfuric bằng bồn nhựa, phuy nhựa. Không được chứa trong bồn được làm bằng các chất liệu nhôm, thiết, inox và kẽm bởi nó là một chất ăn mòn kim loại rất mạnh. Các bồn sắt lớn chưa H2SO4 đều phải tráng lớp PU . Đậy nắp kín, đặt nơi khô ráo, tránh xa nơi có chưa bazơ hay các chất khử. +Tránh để gần các kim loại, kim loại nhẹ, các chất có tính axít để tránh gây cháy nổ như HCl, acid nitric, acid phốtphoric, … gây nguy hiểm. Biện pháp phòng ngừa +Đây là dạng hoá chất nguy hiểm, tiếp xúc da sẽ gây bỏng cháy nặng, vào mắt gây hỏng mắt vĩnh viễn cho nên phải tránh tiếp xúc trực tiếp, không được uống, hít vào. +Khi sử dụng hoặc bơm vào bồn chứa phải mặc quần áo bảo hộ để bảo vệ cơ thể, đeo mặt nạ chuyên dùng để bảo vệ mắt, vận chuyển trên đường phải sử dụng bồn chứa được cấp phép an toàn. +Không để axít chảy vào hệ thống thoát nước. +Nếu có sự cố rò rỉ phải cách li nơi nguy hiểm, những người không liên quan hoặc không mang bảo hộ thì không được bước vào nơi nguy hiểm. + Khi cần thiết thì có thể dùng thanh chắn nhựa hoặc rảnh an toàn để tránh axít tràn ra ngoài. |
