H₂SO₄ là chất gì?

Trước khi tìm hiểu sâu hơn về đặc tính cũng như là tính chất của loại hóa chất này, chúng ta sẽ có cái nhìn cơ bản ban đầu, đây là một axit vô cơ gồm các nguyên tố lưu huỳnh, oxy và hydro với công thức hóa học là H₂SO₄. Đây là đặc điểm nhận dạng ban đầu về hóa chất này, tiếp theo là tìm hiểu về tính chất vật lý nhé.

Tính chất vật lý:

Axit sunfuric là hóa chất lỏng không màu, không mùi và sánh, hòa tan trong nước, tan vô hạn trong nước và toả rất nhiều nhiệt, khó bay hơi và một phản ứng tỏa nhiệt cao.

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.

Tính chất hóa học:

Sau khi tìm hiểu về tính chất vật lý, chúng ta sẽ tìm hiểu các đặc trưng trong tính chất hóa học diệu kỳ này nhé. Hãy theo chân Wikihoidap.org nào!

a, Tính chất axit sunfuric loãng:

Axit sunfuric là một axit mạnh, hóa chất này có đầy đủ các tính chất hóa học chung của axit như:

- Axit sunfuric H₂SO₄ làm chuyển màu quỳ tím thành đỏ. 

- Tác dụng với kim loại đứng trước H (trừ Pb) tạo thành muối sunfat:

                    Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂

* Lưu ý:

n_H2 = n_H2SO4

m_muối = m_{kim loại} + m_H2SO4 - m_H2 = m_{kim loại} + 96n_H2

Tác dụng với oxit bazo tạo thành muối mới (trong đó kim loại giữ nguyên hóa trị) và nước 

                    ZnO + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂O

- Axit sunfuric tác dụng với bazo tạo thành muối mới và nước

                    H₂SO₄ + NaOH → NaHSO₄ + H₂O

                    H₂SO₄­ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O

- H₂SO₄ 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

Lưu ý: Thường dùng phương pháp tăng giảm khối lượng khi giải bài tập về phản ứng của axit sunfuric với muối.

b, Tính chất axit sunfuric đặc:

Số oxi hóa của lưu huỳnh: -2   0   +4  +6

* Nhận xét: S trong H₂SO₄ có mức oxi hóa +6 cao nhất.

 → H₂SO₄ đặc có tính axit mạnh, oxi hóa mạnh và có tính háo nước. 

- Tác dụng với kim loại: Khi cho mảnh Cu vào trong H₂SO₄ tạo ra dung dịch có màu xanh và có khí bay ra với mùi sốc.

                        Cu + 2H₂SO₄ → CuSO4 + SO₂ + 2H₂O

- Tác dụng với phi kim tạo thành oxit phi kim + H₂O + SO₂

                        C + 2H₂SO₄ → CO2 + 2H₂O + 2SO₂ (nhiệt độ)

                        2P + 5H₂SO₄ → 2H₃PO₄ + 5SO₂ + 2 H₂O

- Tác dụng với các chất khử khác

                        2FeO + 4H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + 4H₂O

- H₂SO₄ còn có tính háo nước đặc trưng như đưa H₂SO₄ vào cốc đựng đường, sau phản ứng đường sẽ bị chuyển sang màu đen và phun trào với phương trình hóa học như sau:

                       C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂SO₄ → 12C + H₂SO₄.11H₂O

 Lưu ý: 

 - Bài tập 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:

n_e = n_{kim loại}.hóa trị_{kim loại} = 2n_SO2

n_{H2SO4 phản ứng} = 2n_SO2

m_muối = m_{kim loại} + 96n_SO2

 - H₂SO₄ đặc nguội thụ động 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.

Điểu 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 - 500⁰C, xúc tác V₂O₅)

    2SO₂ + O₂ → 2SO₃ 

 - 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

Các dạng của axit sunfuric:

- Mặc dù có thể sản xuất axit sunfuric 100%, nhưng nó sẽ mất SO₃ ở điểm sôi để tạo ra axit 98,3%. Các nồng độ khác nhau của axit sunfuric được sử dụng với những mục đích khác nhau có thể kể đến như:

- 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.

Ứng dụng:

Axit sunfuric là hóa chất hàng đầu được dùng trong nhiều ngành công nghiệp sản xuất. Hàng năm, các nước trên thế giới sản xuất khoảng 160 triệu tấn H₂SO₄ dùng để sản xuất phân bón, thuốc trừ sâu, chất giặt tẩy rửa tổng hợp, tơ sợi hóa học, chất dẻo, sơn màu,....

Axit sunfuric được sản xuất trong công nghiệp từ lưu huỳnh, oxy và nước theo phương pháp tiếp xúc.

Như vậy là chúng ta đã trải qua xong chuyên mục lưu huỳnh và các hợp chất, hy vọng đã giúp bạn đọc hiểu thêm về loại hóa chất này. Rất mong các bạn đọc tiếp tục đồng hành cùng với Wikihoidap.org trong các bài viết kế tiếp. Thân chào và hẹn gặp lại!