H2SO4 là gì?

H2SO4 là gì? được chúng tôi sưu tầm và tổng hợp lí thuyết trong chương trình giảng dạy môn Hóa học lớp 11. 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.

Câu hỏi: H₂SO₄ là gì?

Trả lời:

Axit sunfuric là một axit vô cơ gồm các nguyên tố lưu huỳnh, oxy và hydro với công thức hóa học là H₂SO₄. Axit sunfuric là hóa chất lỏng không màu, không mùi và sánh, hòa tan trong nước và một phản ứng tỏa nhiệt cao.

1. Axit sunfuric là gì?

Axit sunfuric là một axit vô cơ gồm các nguyên tố lưu huỳnh, oxy và hydro với công thức hóa học là H₂SO₄. Axit sunfuric là hóa chất lỏng không màu, không mùi và sánh, hòa tan trong nước và một phản ứng tỏa nhiệt cao.

- Công thức phân tử là: H₂SO₄.

- Công thức cấu tạo của H₂SO₄:

2. Tính chất của Axit sunfuric

2.1. Tính chất vật lý

- H₂SO₄ là chất lỏng không màu, dạng sánh hơi nhớt, nặng hơn nước, khó bay hơi, tan vô hạn trong nước.

- H₂SO₄ đặc hút mạnh nước và tỏa rất nhiều nhiệt, do đó trong quá trình pha loãng, nên đổ axit từ từ vào nước (không làm ngược lại), bởi H₂SO₄ sẽ gây bỏng.

- H₂SO₄ có thể làm than hóa các hợp chất hữu cơ.

2.2. Tính chất hóa học

a. Đối với Axit sunfuric loãng

H₂SO₄ là một axit mạnh, kể cả với nồng độ loãng thì hóa chất này cũng mang đầy đủ tính chất hóa học của một axit như:

- Axit Sunfuric làm chuyển màu quỳ tím thành đỏ

- H₂SO₄ phản ứng với các kim loại đứng trước Hidro (trừ Pb) tạo muối sunfat

Phương trình hóa học minh họa:

2Al + 3H₂SO_4loãng → Al2(SO₄)₃ + 3H₂↑

H₂SO₄ phản ứng với oxit bazơ tạo muối mới (trong muối kim loại giữ nguyên giá trị) và nước. Phương trình hóa học minh họa:

Al₂O₃ + 3H₂SO_4loãng → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂O

H₂SO₄ phản ứng với bazo tạo nước và muối mới. Phương trình hóa học minh họa:

NaOH + H₂SO_4loãng → NaHSO₄ + H₂O

2NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄

H₂SO₄ phản ứng với muối tạo muối mới và axit mới. Phương trình hóa học minh họa:

Na₂CO₃ +H₂SO₄loãng → Na₂SO₄ + H₂O + CO₂

b. Đối với Axit sunfuric đặc

H₂SO₄ đặc là hợp chất có axit và oxi hóa rất mạnh. Được chứng minh qua các thí nghiệm sau:

Thí nghiệm tác dụng với kim loại: Cho Axit Sulfuric đặc tác dụng với mảnh kim loại Cu tạo dung dịch màu xanh và có khí bay ra, có mùi sốc.

Cu + 2H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

Thí nghiệm tác dụng với phi kim: Cho H₂SO₄ đặc tác dụng với nguyên tố phi kim như Cacbon (C) và Lưu Huỳnh (S) tạo thành oxit phi kim và nước, giải phóng khí SO₂

S + 2H₂SO₄ → 3SO₂↑ + 2H₂O

C + 2H₂SO₄ → CO₂ + 2H₂O + 2SO₂↑

Axit Sulfuric tác dụng với các chất khử khác: Cho H₂SO₄ tác dụng với chất khử (FeO, FeSO₄) tạo thành muối và nước, giải phóng khí SO₂

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

2FeSO₄ + 2H₂SO₄ → Fe2(SO₄)₃ + SO₂↑ + 2H₂O

Thí nghiệm tính háo nước của Axit Sunfuric: Cho H₂SO₄ vào cốc đựng đường, sau phản ứng đường trong cốc chuyển màu đen và sôi trào

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂SO₄ → 12C + H₂SO₄.11H₂O

3. Điều chế axit sunfuric ( 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

4. 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.

5. Tính dẫn điện và tính phân cực của H₂SO₄

Axit sunfuric khan là một chất lỏng phân cực, hằng số điện môi khoảng 100. Điều này là do nó có thể phân ly bằng cách tự proton hóa chính nó, là một quá trình được biết đến là tự proton hóa.

Phương trình thể hiện:

2H₂SO₄ → H₃SO₄⁺ + HSO₄⁻

6. Ứng dụng của H₂SO₄

Trong sản xuất công nghiệp

Mỗi năm có khoảng 160 triệu tấn H₂SO₄, trong đó nổi bật khi được sử dụng trong các ngành sản xuất luyện kim 2%, phẩm nhuộm 2%, chất dẻo 5%, chất tẩy rửa 14%, giấy, sợi 8%…

- Axit sunfuric được sử dụng rộng rãi trong quá trình sản xuất kim loại như sản xuất đồng, kẽm và dùng trong làm sạch bề mặt thép và dung dịch tẩy gỉ.

- Ngoài ra, axit sunfuric còn được sử dụng để sản xuất nhôm sunfat (ví dụ như phèn làm giấy). Sản xuất các loại muối sunfat, tẩy rửa kim loại trước khi mạ, chế tạo thuốc nổ, chất dẻo, thuốc nhuộm, sản xuất dược phẩm.

- Hỗn hợp axit với nước được dùng để làm chất điện giải trong hàng loạt các dạng ắc quy, axit chì…

Trong phòng thí nghiệm

Điều chế các axít khác yếu hơn: HNO₃, HCL

Trong xử lý nước thải

Sản xuất nhôm hidroxit là chất được sử dụng trong các nhà máy xử lý nước để lọc các tạp chất, cũng như cải thiện mùi vị của nước, trung hòa pH trong nước, và sử dụng để loại bỏ các ion Mg²⁺, Ca²⁺ có trong nước thải.

Trong sản xuất phân bón

Axít sulfuric (60% sản lượng toàn thế giới) chủ yếu được sử dụng là trong sản xuất axít phốtphoric, là chất được sử dụng để sản xuất các loại phân photphate, canxi dihydrogen photphat, amoni photphate, và cũng dùng để sản xuất Amoni sunfat.

Ứng dụng khác của Axit sunfuric

Sản xuất nhôm sulfat, được biết đến như là phèn làm giấy. Nó có thể phản ứng với một lượng nhỏ xà phòng trên các sợi bột giấy nhão để tạo ra cacboxylat nhôm dạng giêlatin, nó giúp làm đông lại các sợi bột giấy thành bề mặt cứng của giấy.

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

Như vậy VnDoc đã giới thiệu các bạn tài liệu H2SO4 là gì? Mời các bạn tham khảo thêm tài liệu: Giải bài tập Hóa học lớp 11, Giải SBT Hóa Học 11, Trắc nghiệm Hóa học 11, Tài liệu học tập lớp 11