Axit Sunfuric là hợp chất hóa học vô cùng phổ biến và được ứng dụng rộng rãi trong đời sống xã hội. H2SO4 là gì? Tính chất vật lý và hóa học của loại Axit này là gì? Hãy cùng tìm hiểu về H2SO4 ngay sau đây nhé.
H2SO4 là gì?
H2SO4 (Axit Sunfuric) được mệnh danh là ông vua trong hóa học. Giữ vai trò vô cùng quan trọng trong việc phát triển các ngành công nghiệp hiện nay.
H2SO4 là axit vô cơ phổ biến nhất hiện nay. Nó được tạo thành từ nguyên tố lưu huỳnh (S), oxy (O) và hydro (H). Công thức hóa học của loại Axit này là H2SO4. Tên trong Tiếng Anh của H2SO4 là Acid Sulfuric. Loại Axit này còn được biết đến dưới tên gọi dầu Sulfate và Hydro sulfate.
Xem lại bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học
Tính chất vật lý của H2SO4
Tính chất vật lý của H2SO4 đặc hay loãng cũng đều như nhau, là dạng chất lỏng hơi nhớt không màu không mùi không vị. H2SO4 khó bay hơi, nó nặng hơn nước và tan vô hạn trong nước.
Axit Sunfuric đặc háo nước và khi hút nước sẽ tỏa nhiều nhiệt. Khi thực hành thí nghiệm, chỉ nên cho từ từ H2SO4 đặc vào nước. Tuyệt đối không làm ngược lại vì Axit sẽ bắn lên gây bỏng.
H2SO4 có thể than hóa các hợp chất hữu cơ.
Tính chất hóa học của H2SO4
H2SO4 có tính axit rất mạnh, tính bào mòn của loại Axit này cũng rất đáng kể. Axit Sunfuric có thể gây nguy hiểm cho bất kỳ thứ gì chạm vào nó nếu đủ nồng độ nhất định.
Axit Sunfuric có độ biến động tương đối thấp nên giữ vai trò quan trọng trong việc điều chế các loại Acid dễ bay hơi. Do đặc tính háo nước của mình, H2SO4 còn được sử dụng để làm khô nhiều loại khí không phản ứng với axit.
Tính Axit của H2SO4 có thể làm quỳ tím hóa đỏ.
Axit Sunfuric tồn tại dưới hai loại: axit đặc và axit loãng.
Tính chất hóa học của H2SO4 đặc
Trong H2SO4, nguyên tố lưu huỳnh có mức oxi hóa +6 là cao nhất của nguyên tố này. Dẫn đến, H2SO4 đặc có tính axit mạnh, tính oxi hóa và háo nước mạnh.
Do tính Axit mạnh của mình nên H2SO4 tác dụng được với hầu như tất cả kim loại ( trừ Au và Pt). Axit Sunfuric đặc, nóng tác dụng với Kim loại tạo thành muối kim loại có hóa trị cao, nước và SO2 ( H2S, S ).
2Al +H2SO4 đặc nóng → Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
Cu + H2SO4đặc nóng → CuSO4 + SO2 + 2H2O
2Fe +H2SO4đặc nóng → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
3Cr + 4H2SO4đặc nóng → 3CrSO4 + 4H2O + S
H2SO4 đặc nguội sẽ bị thụ động hoá với nhôm ( Al), sắt ( Fe) và Crom (Cr) nên không thể sinh ra phản ứng.
Axit Sunfuric đặc tác dụng với phi kim tạo thành oxit phi kim, nước và khí SO2
S +2H2SO4đặc nóng → 3SO2 + 2H2O
Axit Sunfuric đặc nóng tác dụng với các chất khử khác tạo thành muối, nước và khí SO2
H2SO4đặc nóng + 8HI → H2S + 4I2 + 4H2O
H2SO4 đặc có tính háo nước
Thí nghiệm: Cho H2SO4 đặc vào lọ đựng đường. Quan sát hiện tượng ta thấy đường chuyển sang màu đen và sôi trào.
Phương trình mô tả phản ứng này như sau:
C12H22O11 + H2SO4 → 12C + H2SO4 .11H2O
Tính chất hóa học của H2SO4 loãng
Axit Sunfuric ở dạng loãng là một Axit mạnh, có đầy đủ tính chất của một Axit thường gặp như:
– H2SO4 làm quỳ tím hóa đỏ.
– Tác dụng với Kim loại, Bazo, Oxit Bazo và muối để tạo ra các chất cần thiết.
– Axit Sunfuric tác dụng với kim loại đứng trước H trừ PB tạo thành muối Sunfat:
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 bay hơi.
– Axit Sunfuric tác dụng với Oxit Bazo tạo thành muối mới và nước:
FeO + H2SO4 → FeSO4 + H2O
– Axit Sunfuric kết hợp với Bazo tạo thành muối mới + nước:
H2SO4 + NaOH → NaHSO4 + H2O
H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O
– Axit Sunfuric tác dụng với Muối tạo thành Axit mới và Muối mới:
Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + CO2↑
H2SO4 + 2KHCO3 → K2SO4 + 2H2O + 2CO2↑
HCO3 là một Axit yếu, nên khi được sinh ra đã nhanh chóng trở thành H2O và CO2.
Các dạng của axit sunfuric (H2SO4)
Tùy theo mục đích sử dụng mà H2SO4 tồn tại ở nhiều dạng khác nhau:
- H2SO4 loãng được sử dụng trong phòng thí nghiệm chỉ là 10%.
- Axit Sunfuric được sử dụng cho bình ắc quy có nồng độ ở khoảng 33,5%.
- Hàm lượng 62,18% thường được dùng để sản xuất phân bón.
- Trong tháp sản xuất hay axit glover, hàm lượng H2SO4 được sử dụng là 77,67%.
- Axit Sunfuric đậm đặc có nồng độ là 98%.
Tham khảo bảng đơn vị đo khối lượng
Cách điều chế H2SO4
Đốt cháy quặng Pirit sắt là một trong những cách điều chế H2SO4 phổ biến; Oxi hóa SO2 thông qua oxi ở nhiệt độ từ 400 – 500 độ C; Hoặc pha loãng chất oleum với lượng nước vừa đủ để tạo ra H2SO4.
Đốt cháy quặng pirit sắt
FeS2 + O2 → SO2 + Fe2O3
Oxi hóa SO2 thông qua oxi trong điều kiện nhiệt độ 400 – 5000C, và cần chất xúc tác V2O
SO2 + O2 → SO3
Axit sunfuric H2SO4 đặc hấp thụ SO3 tạo ra oleum
nSO3 + H2SO4 → H2SO4.nSO3
Pha loãng oleum với nước
H2SO4 .nSO3 + (n+1) H2O→ (n+1)H2SO4
Tham khảo thêm nhiều tài liệu Hóa học khác tại AMA
Ứng dụng của H2SO4
Axit sunfuric là được dùng phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp với vai trò là nguyên liệu chính hoặc chất xúc tác các phản ứng hóa học. H2SO4 được sử dụng rất nhiều trong quá trình sản xuất phân bón, chất tẩy rửa tổng hợp, tơ sợi hóa học, chất dẻo và sơn màu.
Điều chế axit nitric, axit clohidric trong phòng thí nghiệm
Axit Sunfuric được dùng để điều chế các axit yếu hơn như HCl, HNO3. Đáp ứng các nhu cầu về hóa chất trong phòng thí nghiệm.
H2SO4 trong công nghiệp
Ước tính hàng năm có khoảng 160 triệu tấn Axit Sunfuric được sử dụng. H2SO4 được dùng nhiều và nổi bật trong các ngành sản xuất luyện kim, phẩm nhuộm, chất dẻo, chất dùng để tẩy rửa, giấy và sợi…
H2SO4 là axit mạnh nên được sử dụng phổ biến trong quá trình sản xuất đồng, kẽm,…Làm sạch bề mặt thép hoặc các dung dịch tẩy gỉ.
Sản xuất nhôm sunfat từ H2SO4 là phương pháp tối ưu. Axit Sunfuric còn được dùng để sản xuất các loại muối sunfat, tẩy rửa kim loại trước khi tiến hành mạ, chế tạo thuốc nổ,…
Hỗn hợp H2SO4 với nước được dùng rộng rãi trong ac-quy với vai trò là chất điện giải.
H2SO4 trong xử lý nước thải
Axit Sunfuric được dùng để sản xuất nhôm hidroxit. Sau đó, nhôm hidroxit là được sử dụng để lọc các tạp chất, cũng như cải thiện mùi vị của nước, giúp trung hòa pH trong nước, và sử dụng để loại bỏ các ion kim loại như Mg2+, Ca2+ có trong nước thải. Ngoài ra, H2SO4 còn nhiều ứng dụng rộng rãi, bao quát nhiều khía cạnh trong đời sống.
Qua bài viết, chúng ta đã cùng tìm hiểu H2SO4 là gì, tính chất, cách chế tạo, công dụng của hợp chất này. AMA mong gửi đến bạn đọc những kiến thức hữu ích nhất về hợp chất hóa học này nhé.
