Khái niệm, tính chất và cách điều chế Axit Sulfuric

Axit Sulfuric là gì?

Axit sulfuric hay còn được gọi là dầu Sulfate và Hydro sulfate, là một axit vô cơ gồm các nguyên tố lưu huỳnh, oxy và hidro, có công thức hóa học là H2SO4.

Đặc biệt, do áp lực rất lớn giữa axit sulfuric và nước, chúng ta hoàn toàn không thể tìm thấy H2SO4 tinh khiết trên Trái Đất. Bên cạnh đó, axit sulfuric còn là thành phần của mưa axit, được tạo thành từ điôxít lưu huỳnh trong nước bị oxi hoá, hay là axit sulfuric bị oxi hoá.

Tính chất của Axit Sulfuric

Tính chất vật lý

• Axit sulfuric là chất lỏng sánh như dầu, không màu, không mùi, không bay hơi, nặng gần gấp 2 lần nước (H2SO4 98% có D = 1,84g/cm3)
  
  
• Axit sulfuric đặc thường hút nước mạnh và tỏa nhiều nhiệt nên khi pha loãng phải cho từ từ axit đặc vào nước, tránh không làm ngược lại vì khi phản ứng xảy ra sẽ tỏa một lượng nhiệt cao và có thể gây bỏng.
  
  
• Axit sulfuric một [url=https://chatxulynuoc.com/danh-muc/hoa-chat-cong-nghiep/]hóa chất công nghiệp[/url], có khả năng làm than hóa các hợp chất hữu cơ.
  
  
• Nhiệt độ sôi là 336 °C và độ nóng chảy là 10.371°C.
  
  

Tính chất hóa học

Với axit sulfuric loãng:
Axit sulfuric là một axit mạnh, do đó, loại hóa chất này có đầy đủ các tính chất hóa học chung của axit như:
– Làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ.
– Tác dụng với kim loại (đứng trước H, trừ Pb) tạo thành muối sunfat:
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
– Tác dụng với oxit bazơ tạo thành muối mới (trong đó kim loại giữ nguyên hóa trị) và nước:
FeO + H2SO4 → FeSO4 + H2O
– Tác dụng với bazơ tạo thành muối mới và nước:
H2SO4 + NaOH → NaHSO4 + H2O
H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O
– Tác dụng với muối tạo thành muối mới (trong đó kim loại vẫn giữ nguyên hóa trị) và axit mới:
Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + CO2
H2SO4 + 2KHCO3 → K2SO4 + 2H2O + 2CO2

Với axit sulfuric đặc:
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.
– Axit sulfuric đặc tác dụng với kim loại tạo muối, chất khử và nước
VD: Cho đồng (Cu) vào H2SO4 tạo ra dung dịch có màu xanh và có khí mùi sốc thoát ra.
Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 ↑ + 2H2O
–  Tác dụng với phi kim tạo thành oxit phi kim và nước, giải phóng khí SO2:
C + 2H2SO4 → CO2 + 2H2O + 2SO2↑ (nhiệt độ)
2P + 5H2SO4 → 2H3PO4 + 5SO2↑ + 2H2O
– Tác dụng với một số chất khử khác:
2H2SO4 + 2FeSO4 → Fe2(SO4)3 + SO2↑ + 2H2O
2FeO + 4H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2↑ + 4H2O
– Tính háo nước của axit sulfuric: khi cho H2SO4 đặc vào cốc đựng đường, đường sẽ chuyển sang màu đen và sôi trào:
C12H22O11 + H2SO4 → 12C + H2SO4 .11H2O

Các dạng phổ biến của axit sulfuric

• Axit sulfuric loãng dùng trong phòng thí nghiệm thường chỉ có 10%
  
  
• Axit sulfuric dùng cho ắc quy khoảng 33,5% (sử dụng trong các ắc quy axit-chì)
  
  
• Axit sulfuric được dùng để sản xuất phân bón có hàm lượng 62,18%
  
  
• Hàm lượng 77,67% được dùng trong tháp sản xuất hay axit glover
  
  
• Axit đậm đặc có hàm lượng 98%.
  
  

Phương pháp điều chế axit sulfuric

Trong phòng thí nghiệm người ta không điều chế axit sulfuric, trong công nghiệp axit sulfuric được tạo thành trong tự nhiên bởi quá trình oxy hóa quặng pirit, ví dụ như quặng pirit sắt. Quá trình đó gồm các giai đoạn:
– Trong giai đoạn đầu lưu huỳnh bị đốt để tạo ra điôxít lưu huỳnh.
4FeS2 + 11O2 -> 2Fe2O3 + 8SO2↑
hoặc: S + O2 -> SO2
– Sau đó, oxy hóa SO2 bằng Oxy trong điều kiện 400 – 500 độ C, xúc tác V2O5:
2SO2 + O2→ 2SO3
– Sản xuất H2SO4

• Hấp thụ SO3 bằng dung dịch H2SO4 98%, một phần SO3 khác hòa tan trong H2SO4 tạo thành oleum:
  
  

• Dùng nước thích hợp pha loãng Oleum
  
  

Lời kết