[CHUẨN NHẤT] Tính Chất Vật Lý Của H2SO4 - TopLoigiai

Câu hỏi: Tính chất vật lý của H2SO4

Trả lời:

Tính chất vật lý

- Axit sunfuric là chất lỏng, hơi nhớt và nặng hơn nước, khó bay hơi và tan vô hạn trong nước

- Axit sunfuric đặc thường hút mạnh nước và tỏa nhiều nhiệt nên khi pha loãng phải cho từ từ axit đặc vào nước mà không làm ngược lại, vì H2SO4 có thể gây bỏng.

- Axit sunfuric còn có khả năng làm than hóa các hợp chất hữu cơ.

Cùng Top lời giải tìm hiểu thêm về H2SO4 nhé.

Mục lục nội dung I. Axit sunfuric là gì?II. Tính chất hoá học của axit sunfuric H2SO4III. Phương pháp điều chế H2SO4IV. Ứng dụng phổ biến của Axit sunfuric H2SO4

I. Axit sunfuric là gì?

- Axit sunfuric là gì là câu hỏi rất hay gặp ở nhiều người. Và câu trả lời đó là axit sunfuric là một axit có công thức là H2SO4. Nó tồn tại dưới dạng chất lỏng không màu, không mùi, không bay hơi. H2SO4 nặng hơn nước và có khả năng hòa tan vào nước ở bất kỳ tỷ lệ nào. Đây là một loại axit được đánh giá cực mạnh và được dùng chủ yếu trong các ngành công nghiệp, hay làm chất xúc tác cho các phản ứng hóa học. 

- Bạn có thể dễ dàng tìm được loại axit này ở bất kỳ nơi đâu. Mà dễ thấy và dễ nhận biết nhất là trong nước mưa. Nếu bạn dính nước mưa và cảm thấy rát, khó chịu thì đó là do tác dụng của axit sunfuric. 

- Hiện nay, chưa có một nhà khoa học nào tìm được mẫu H2SO4 tinh khiết trên Trái Đất. Mà nó chỉ tồn tại dưới dạng chất lỏng có chứa nhiều hỗn hợp các chất khác nhau. Và vì vậy mà H2SO4 tinh khiết chỉ được điều chế từ các chất hóa học phản ứng với nhau tạo thành. 

II. Tính chất hoá học của axit sunfuric H2SO4

- Axit sunfuric H2SO4 là một chất lỏng không màu, không mùi và sánh lỏng, tan vô hạn trong nước. Nó có khối lượng riêng là 1,84 g/cm3, nhiệt độ nóng chảy là 10°C, nhiệt độ sôi là 338 °C. Axit sunfuric đặc có đặc tính háo nước và tỏa nhiều nhiệt nên khi pha loãng phải cho từ từ axit đặc vào nước mà không làm ngược lại, vì H2SO4 có thể gây bỏng nặng. Vì có đặc tính háo nước axit sunfuric còn có khả năng hút nước, làm than hóa các hợp chất hữu cơ. 

 1. Axit sunfuric loãng (H2SO4 loãng)

- H2SO4 loãng là một axit mạnh, có đầy đủ các tính chất hóa học chung của axit:

a) Axit sunfuric loãng làm quỳ tím chuyển thành màu đỏ.

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

+ mmuối = mkim loại + mH2SO4 – mH2 = m kim loại + 96nH2

c) Axit sunfuric loãng tác dụng với oxit bazơ → muối (trong đó kim loại giữ nguyên hóa trị) + H2O

- PTPƯ: H2SO4 loãng + Oxit bazo → Muối + H2O

Ví dụ: FeO + H2SO4 → FeSO4 + H2O

MgO + H2SO4 → MgSO4 + H2O

* Lưu ý:

+ nH2SO4 = nH2O = nO (trong oxit)

+ mmuối = moxit + mH2SO4 – mH2O = moxit + 98nH2SO4 - 18nH2O = moxit + 80nH2SO4 = moxit + 80n(O trong oxit)

d) Axit sunfuric loãng tác dụng với bazơ → muối + H2O

- 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.

2. Axit sunfuric đặc (H2SO4 đặc)

* 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:

+ ne = nkim loại.(hóa trị)kim loại = 2nSO2

+ nH2SO4 phản ứng = 2nSO2

+ mmuối = mkim loại + 96nSO2

- 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 + 4 H2SO4→ 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

III. Phương pháp điều chế H2SO4

FeS2 hoặc S → SO2 → SO3 → H2SO4

– Đốt cháy quặng firit sắt:

4FeS2 + 11O2 → 8SO2 + 2Fe2O3

– Oxi hóa SO2 bằng oxi trong điều kiện 400 – 500 độ C, 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

IV. Ứng dụng phổ biến của Axit sunfuric H2SO4

H2SO4 là một chất hóa học quan trọng bởi nó ứng dụng rất nhiều trong các ngành công nghiệp. 

• Trong công nghiệp sản xuất:

Axit sunfuric H2SO4 có mặt trong hầu hết các ngành công nghiệp như: luyện kim, phẩm nhuộm, chất tẩy rửa, giấy, sợi. Theo ước tính hằng năm có hơn 160 triệu tấn H2SO4được sản xuất ra để phục vụ các ngành công nghiệp này. Một con số không hề nhỏ!

• Sản xuất phân bón: 

Một ứng dụng chủ yếu của H2SO4 là dùng làm phân bón. Đây là một trong những thành phần quan trọng nhất dùng sản xuất các loại phân bón. Các loại phân bón được sản xuất từ H2SO4 gồm: Phosphate, Canxi dihydrogen, Amoni Phosphate, Amoni Sunfat…

• Xử lý nước thải

H2SO4 là chất hóa học cốt lõi dùng để điều chế Nhôm hidroxit - một thành phần không thể thiếu khi xử lý nước trong các nhà máy. Nhôm hidroxit sẽ có vai trò lọc các tạp, khử mùi cho nước, cân bằng độ pH trong nước. Đặc biệt quan trọng là dùng để loại bỏ các kim loại nặng trong nước như Mg, Ca, giúp phòng tránh nguy cơ nước bị nhiễm phèn.