Điều chế H2SO4 trong công nghiệp

Chúng tôi xin giới thiệu bài Điều chế H2SO4 trong công nghiệp được VnDoc sưu tầm và tổng hợp lí thuyết trong chương trình giảng dạy môn Hóa học lớp 9. Hi vọng rằng đây sẽ là những tài liệu hữu ích trong công tác giảng dạy và học tập của quý thầy cô và các bạn học sinh.

Lưu ý: Nếu bạn muốn Tải bài viết này về máy tính hoặc điện thoại, vui lòng kéo xuống cuối bài viết.

Trong công nghiệp, điều chế H₂SO₄ được trải qua 3 giai đoạn, đó là:

Giai đoạn 1: Sản xuất SO₂

Trong giai đoạn đầu lưu huỳnh bị đốt để tạo ra điôxít lưu huỳnh.

S _(r) + O_2(k) → SO_2(k)

Hoặc đốt cháy quặng pirit sắt theo phương trình

4FeS₂ + 11O₂ → 2Fe₂O₃ + 8SO₂↑ (đk: Nhiệt độ)

Giai đoạn 2: Sản xuất SO₃

Sau đó nó bị ôxi hóa thành triôxít lưu huỳnh bởi ôxy với sự có mặt của chất xúc tác ôxít vanadi (V).

SO₂ + O_2(k) → 2SO_3(k) (với sự có mặt của V₂O₅)

Giai đoạn 3: Sản xuất H₂SO₄

Cuối cùng triôxít lưu huỳnh được xử lý bằng nước

SO_3(k) + H₂O(l) → H₂SO₄(l) + Một phần Oleum (H₂SO₇)

Sau đó: Oleum sau đó phản ứng với nước để tạo H₂SO₄ đậm đặc.

H₂S₂O₇(l) + H₂O(l) → 2 H₂SO₄(l)

Sau cho được cấp đi sử dụng trong hệ thống công nghiệp. Điều chế axit sunfuaric tùy thuộc vào hệ thống sử dụng, biện pháp sử dụng mà ta pha loãng axit ra bao nhiêu %

+ 10%, axit sulfuric loãng dùng trong phòng thí nghiệm.

+ 33,5%, axit cho ắc quy (sử dụng trong các ắc quy axit-chì)

+ 62,18%, axit trong bể (chì) hay để sản xuất phân bón

+ 77,67%, axit trong tháp sản xuất hay axit Glover.

+ 98%, đậm đặc

Những điều cần biết về axit sunfuric

Tên khác: Axit acquy, axit sunfuric

Hình thức: Chất lỏng nhờn không màu trong suốt. Màu vàng đến nâu sẫm khi không tinh khiết.

Mùi: không mùi

Ở các nồng độ khác nhau, axit được sử dụng trong sản xuất phân bón, chất màu, thuốc nhuộm, thuốc, chất nổ, chất tẩy rửa, muối và axit vô cơ, cũng như trong các quy trình luyện kim và lọc dầu. Trong một trong những ứng dụng quen thuộc nhất, axit sunfuric đóng vai trò là chất điện phân trong pin dự trữ axit-chì.

Axit Sunfuric tinh khiết có trọng lượng riêng là 1.830 ở 25°C (77°F); nó đóng băng ở 10,37°C (50,7 F). Khi đun nóng, axit nguyên chất bị phân hủy một phần thành nước và lưu huỳnh trioxit; phần sau thoát ra dưới dạng hơi cho đến khi nồng độ của axit giảm xuống 98,3 phần trăm. Hỗn hợp axit sunfuric và nước này sôi ở nhiệt độ không đổi 338°C (640°F) ở một áp suất khí quyển. Axit sunfuric thường được cung cấp ở nồng độ 78, 93 hoặc 98 phần trăm.

Tùy theo tỷ lệ H₂SO₄ cao hay thấp mà nó được ứng dụng và có phản ứng hóa học khác nhau. Như axit sunfuric đậm đặc và axit sunfuric loãng sẽ không thể có tính chất vật lý tương đồng.

Axit sunfuric là một axit rất mạnh; trong dung dịch nước, nó ion hóa hoàn toàn để tạo thành các ion hydronium (H₃O⁺) và các ion hydro sunfat (HSO₄⁻). Trong dung dịch loãng, các ion hydro sunfat cũng phân ly, tạo thành nhiều ion hydronium và ion sunfat (SO₄²⁻). Ngoài vai trò là chất oxi hóa, dễ phản ứng ở nhiệt độ cao với nhiều kim loại, cacbon, lưu huỳnh và các chất khác, axit sunfuric đặc còn là chất khử nước mạnh, kết hợp mạnh với nước; Trong khả năng này, nó phân hủy nhiều vật liệu hữu cơ, chẳng hạn như gỗ, giấy hoặc đường, để lại dư lượng cacbon. Thuật ngữ axit sunfuric bốc khói, hoặc oleum, được áp dụng cho các dung dịch chứa lưu huỳnh trioxit trong axit sunfuric 100%; những dung dịch này, thường chứa 20, 40 hoặc 65% lưu huỳnh trioxit, được sử dụng để điều chế các hóa chất hữu cơ.

Do có ái lực với nước, axit sunfuric khan tinh khiết không tồn tại trong tự nhiên. Hoạt động của núi lửa có thể tạo ra axit sunfuric, tùy thuộc vào lượng khí thải liên quan đến các núi lửa cụ thể, và các sol khí axit sulfuric từ một vụ phun trào có thể tồn tại trong tầng bình lưu trong nhiều năm. Các sol khí này sau đó có thể biến đổi thành sunfur dioxide (SO₂), một thành phần của mưa axit, mặc dù hoạt động núi lửa là một yếu tố góp phần tương đối nhỏ vào lượng mưa axit.

Lưu ý trong sử dụng và bảo quản H₂SO₄

Lưu ý khi sử dụng H ₂ SO ₄

– Đeo găng tay dày dặn, đạt tiêu chuẩn bảo hộ.

– Mặc đầy đủ quần áo bảo hộ khi tiếp xúc với hóa chất.

– Khi sử dụng phải đeo kính và mũ đầy đủ.

– Không đi dép hay chân đất mà nên đi giày bảo hộ hoặc ủng.

– Tuyệt đối không xử lý H₂SO₄ trên một băng ghế mở.

– Tuyệt đối không đổ nó khỏi chai chứa.

– Tuyệt đối không pipette ra với miệng.

– Phải dùng pipet thủy tinh dày với nút cao su.

– Tuân theo đúng chỉ dẫn trên nhãn sản phẩm.

– Tuyệt đối không đổ nước thẳng vào chai chứa để tẩy rửa.

– Khi pha loãng H₂SO₄, tuyệt đối không được đổ nước vào axit mà cần đổ từ từ axit vào nước.

– Khi đun nóng H₂SO₄ sẽ giải phóng ra chất SO₂ và SO₃, đây là những loại khí rất độc hại, có thể cần trang bị mặt nạ phòng độc nếu đun nóng axit với số lượng lớn.

Lưu ý khi bảo quản

– Lưu trữ axit bằng bồn nhựa, phuy nhựa.

– Không dùng các thùng kim loại để đựng, bởi tính axit mạnh sẽ làm oxy hóa ăn mòn kim loại.

– Đậy nắp thật kín đáo, để nơi khô ráo, thoáng mát, tránh ánh nắng trực tiếp.

– Không để gần nơi chứa bazơ hay chất khử.

– Tránh bảo quản chung với các kim loại nặng, kim loại nhẹ, các axit khác như Axit Clo Hydric, Axit Nitric gây cháy nổ, rất nguy hiểm.

-------------------------------

Ngoài Điều chế H2SO4 trong công nghiệp đã được VnDoc giới thiệu, mời các bạn cùng tham khảo thêm Chuyên đề Hóa học lớp 9, Trắc nghiệm Hóa học 9, Lý thuyết môn Hóa học lớp 9 để hoàn thành tốt chương trình học THCS.