Sulfuric acid và muối sulfate

1. Tìm hiểu tính chất vật lý của sulfuric acid

Sulfuric acid

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

2. Tìm hiểu cấu tạo phân tử, tính chất hóa học và ứng dụng của sulfuric acid

Cấu tạo phân tử:

a) Cấu tạo phân tử sulfuric acid	b) Mô hình phân tử sulfuric acid

Tính chất hóa học:

• Dung dịch H₂SO₄ loãng có những tính chất chung của một acid như làm quỳ tím hóa đỏ, tác dụng với kim loại, base, muối, ...

Ví dụ:

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂↑

CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O

Mg(OH)₂ + H₂SO₄ → MgSO₄ + 2H₂O

BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄↓+ 2HCl

• Ngoài tính acid mạnh, dung dịch H₂SO₄ đặc và nóng còn có tính oxi hóa rất mạnh và tính háo nước.

Ví dụ:

Cu + H₂SO_{4 đặc} \(\overset{t^{\circ} }{\rightarrow}\) CuSO₄ + SO₂\(\uparrow\) + 2H₂O

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂SO_{4 đặc} \(\overset{t^{\circ} }{\rightarrow}\) C + H₂SO₄.11H₂O

Chú ý:

• Sulfuric đặc nguội làm một số kim loại như Fe, Al, Cr bị thụ động hóa.
• Khi bị H₂SO₄ đặc bắn vào người, sẽ gây bỏng nặng. Do vậy phải rất thận trọng khi làm việc với dung dịch H₂SO₄ đặc.

Ứng dụng:

• Sulfuric acid đặc hấp thụ mạnh hơi nước nên được dùng để làm khô những khí không tác dụng với nó.
• Dùng để sản xuất phân bón, thuốc trừ sâu, chất tẩy rửa tổng hợp, tơ sợi hóa học, chất dẻo, sơn màu…

Sản xuất bình ắc quy	Sản xuất chất tẩy rửa
Sản xuất phân bón	Sản xuất sơn
Một số ứng dụng của sulfuric acid

3. Tìm hiểu cách bảo quản, sử dụng và nguyên tắc xử lí khi bỏng acid

• Sulfuric acid tan trong nước và tỏa lượng nhiệt lớn.
• Cần bảo quản sulfuric acid trong các bình kín và đặt ở nơi khô ráo, thoáng mát; không đặt gần nơi có các chất khử, kim loại nhẹ.
• Cách pha loãng dung dịch H₂SO₄ đặc: đổ từ từ dung dịch H₂SO₄ đặc vào nước, tuyệt đối không làm ngược lại.

• Khi bị bỏng acid, cần nhanh chóng bỏ quần áo bị dính acid, rửa ngay bằng nước sạch khoảng 20 phút. Sau đó, đến cơ sở y tế gần nhất để được theo dõi và điều trị.

4. Tìm hiểu quy trình sản xuất sulfuric acid theo phương pháp tiếp xúc

Phương pháp tiếp xúc gồm ba giai đoạn chính:

• Giai đoạn 1: Sản xuất sulfur dioxide (SO₂)

FeS₂ + 11O₂ \(\overset{t^{\circ} }{\rightarrow}\) 2Fe₂O₃ + 8SO₂

S + O₂ \(\overset{t^{\circ} }{\rightarrow}\) SO₂

•  Giai đoạn 2: Sản xuất sulfur dioxide (SO₃)

2SO₂(g) + O₂(g) \(\overset{450^{\circ}C-500^{\circ}C, V_{2}O_{5} }{\rightleftharpoons}\) 2SO₃(g)  \(\triangle_{\mathrm r}\mathrm H_{298}^{\mathrm o}\) = -198 kJ

•  Giai đoạn 3: Sản xuất sulfuric acid H₂SO₄

H₂SO₄ + nSO₃ → H₂SO₄.nSO₃

H₂SO₄.nSO₃ + nH₂O → (n + 1)H₂SO₄

II. Muối sulfate

Tìm hiểu ứng dụng của một số muối sulfate và nhận biết sulfate ion

Ứng dụng của một số muối sulfate:

• Calcium sulfate (CaSO₄) được dùng sản xuất vật liệu xây dựng; làm chất phụ gia để làm đông các sản phẩm như đậu hũ, đậu non; …
• Barium sulfate (BaSO₄) được sử dụng làm phụ gia pha màu cho công nghiệp sơn; cho thủy tinh, cho gốm sứ cách điện và cao su chất lượng cao; ...
• Magnesium sulfate (MgSO₄) được sử dụng làm muối tắm, làm dịu cơ bắp khi sưng tấy cho người; bổ sung magnesium cho tôm, cá; …
• Ammonium sulfate ((NH₄)₂SO₄) là  thành phần của thuốc trừ sâu hòa tan, thuốc diệt nấm, phân bón; …

Nhận biết ion SO₄^2-: 

Thuốc thử để nhận biết ion sulfate SO₄^2- (trong dung dịch H₂SO₄ hoặc trong muối sulfate) là ion Ba²⁺ (trong muối barium hoặc dung dịch Ba(OH)₂).

Ba²⁺ + SO₄^2-  →  BaSO₄