Tính Chất Vật Lý, Tính Chất Hóa Học Của Axit Sunfuric H2SO4 Và ứng ...

Bài viết này sẽ giúp các em biết tính chất vật lý, tính chất hóa học của axit sunfuric H2SO4; cách sản xuất và ứng dụng của axit sunfuric; cách nhận biết ion sunfat.

I. Axit sunfuric H2SO4: Tính chất vật lý, tính chất hóa học của axit sunfuric

1. Tính chất vật lý của axit sunfuric

- Axit sunfuric là chất lỏng sánh như dầu, không màu, không bay hơi, nặng gần gấp 2 lần nước (H2SO4 98% có  D =1,84 g/cm3).

- Tan vô hạn trong nước và tỏa nhiều nhiệt.

> Lưu ý: để pha loãng dung dịch H2SO4 đặc, ta cần rót từ từ axit vào nước, khuấy nhẹ và không làm ngược lại.

2. Tính chất hóa học của axit sunfuric

- Tính axit mạnh.

- Tính oxi hóa mạnh.

a) Tính chất của dung dịch axit sunfuric loãng

• Axit sunfuric loãng có đầy đủ tính chất hóa học của một axit mạnh.

+ H2SO4 loãng Làm đổi màu quỳ tím thành đỏ.

+ H2SO4 loãng tác dụng với bazơ:

 H2SO4 + 2NaOH ⟶ Na2SO4 + 2H2O

+ H2SO4 loãng tác dụng với oxit bazơ:

 H2SO4 + CuO → CuSO4 + H2O 

 H2SO4 + CaO ⟶ CaSO4 + H2O

+ H2SO4 loãng tác dụng với muối:

 H2SO4 + BaCl2 → BaSO4 + 2HCl

 H2SO4 + CaCO3 ⟶ CaSO4 + H2O + CO2

+ H2SO4 loãng tác dụng với kim loại đứng trước hiđro, giải phóng khí hiđro.

 3H2SO4 + 2Al ⟶ AL2(SO4)3 + 3H2

 H2SO4   +  Fe  →  FeSO4    +   H2

> Lưu ý:

- Axit H2SO4 loãng không phản ứng với các kim loại đứng sau hiđro (Cu, Ag, Hg, Au, Pt).

- Axit H2SO4 loãng có tính oxi hóa do ion H+ quy định (H+ → H0).

b) Tính chất của axit sunfuric đặc

- Ngoài tính axit mạnh, axit sunfuric đặc còn có những tính chất hóa học đặc trưng sau:

• Tính oxi hóa mạnh của axit sunfuric đặc

- Axit H2SO4 đặc, nóng oxi hóa hầu hết kim loại (trừ Au, Pt), nhiều phi kim (C, S, P,...) và nhiều hợp chất.

+ Axit sunfuric đặc tác dụng với kim loại:

 2Fe + 6H2SO4  Fe2(SO4)3 + 3SO2↑  + 6H2O

 3Zn + 4H2SO4   3ZnSO4  + S↑ +  4H2O

 4Mg + 5H2SO4    4MgSO4 + H2S↑  +  4H2O

> Lưu ý: Al, Fe, Cr KHÔNG tác dụng với dung dịch H2SO4  đặc nguội.

+ Axit sunfuric đặc tác dụng với phi kim:

 2H2SO4(đặc) + C  CO2 + 2SO2 + 2H2O

 2H2SO4(đặc) + S  3SO2 + 2H2O

 5H2SO4(đặc) + 2P  2H3PO4 + 5SO2 + 2H2O

+ Axit sunfuric đặc tác dụng với hợp chất:

 3H2SO4 + H2S → 4SO2 + 4H2O

 3H2SO4 + 2HBr → Br2 + SO2 + H2O

* Tính háo nước của axit sunfuric đặc

- Hấp thụ nước từ các hợp chất gluxit (như saccarozo).

C12H22O11 + H2SO4(đặc) → 12C + 11H2O

Sau đó:  2H2SO4(đặc) + C → CO2 + 2SO2 + 2H2O

3. Ứng dụng của axit sunfuric

- Axit sunfuric là hóa chất hàng đầu được dùng trong nhiều ngành sản xuất. Hàng năm, các nước trên thế giới sản xuất khoảng 160 triệu tấn axit sunfuric.

- Axit sunfuric được dùng để sản xuất phân bón, thuốc trừ sâu, chất giặt rửa tổng hợp, tơ sợi hóa học, chất dẻo, sơn màu, phẩm nhuộm, dược phẩm, chế biến dầu mỏ,...

4. Sản xuất axit sunfuric

- Trong công nghiệp, axit H2SO4 được sản xuất bằng phương pháp tiếp xúc gồm 3 công đoạn chính:

a) Sản xuất lưu huỳnh đioxit (SO2)

- Phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu có sẵn, nguyên liệu ban đầu có thể từ lưu huỳnh hoặc pirit sắt FeS2...

 S + O2  SO2

 4FeS2 + 11O2  2Fe2O3 + 8SO2

b) Sản xuất lưu huỳnh trioxit (SO3)

- Oxi hóa SO2 bằng khí oxi hoặc không khí dư ở nhiệt độ cao và có xúc tác.

 2SO2 + O2  2SO3 (V2O5, 450-5000C)

c) Hấp thụ SO3 bằng H2SO4

- Dùng H2SO4 98% hấp thụ SO3, được oleum H2SO4.nSO3

 H2SO4 + nSO3 → H2SO4.nSO3

- Sau đó dùng lượng nước thích hợp pha loãng oleum, được H2SO4 đặc

 H2SO4.nSO3 + nH2O → (n+1)H2SO4